"МУК 4.1.2972-12. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Определение мелема в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Методические указания"
(утв. Роспотребнадзором 09.02.2012)

1. Разработаны ФГБУ "НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина" Минздравсоцразвития России; ОАО "Научно-исследовательский и проектный институт карбамида и продуктов органического синтеза".

2. Одобрены и рекомендованы к практическому применению на бюро секции по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды при Проблемной комиссии "Научные основы экологии человека и гигиены окружающей среды".

3. Рекомендованы Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Федеральной службе по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (протокол от 22.12.2011 N 2).

4. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 9 февраля 2012 г.

5. Введены в действие с 9 февраля 2012 г.

6. Введены впервые.

1.1. Методические указания по определению концентрации мелема в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования методом высокоэффективной жидкостной хроматографии предназначены для использования лабораториями центров гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, санитарными лабораториями промышленных предприятий, научно-исследовательских институтов, работающих в области гигиены окружающей среды.

1.2. Методические указания разработаны с целью обеспечения аналитического контроля загрязнения воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования в районах производства и применения мелема.

2.1. Настоящие Методические указания устанавливают методику количественного химического анализа воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования для определения мелема в диапазоне концентраций 0,2 - 2,0 мг/куб. дм.

2.2. Методика разработана и аттестована в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563-2009 "Методики (методы) измерений" (Свидетельство о государственной метрологической аттестации 12/01.00224/2010).

1. ГОСТ 8.135-2004 "Стандарт-титры для приготовления буферных растворов - рабочих эталонов pH 2-го и 3-го разрядов. Технические и метрологические характеристики. Методы их определения".

2. ГОСТ 12.0.004-90 "ССБТ. Организация обучения безопасности труда. Общие положения".

3. ГОСТ 12.1.004-91 "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования".

4. ГОСТ 12.1.005-88 "ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны".

5. ГОСТ 12.1.038-82 "ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов".

6. ГОСТ 12.4.009-83 "ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание".

7. ГОСТ 12.4.021-75 "ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования".

8. ГОСТ 1770-74 "Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия".

9. ГОСТ 3760-79 "Реактивы. Аммиак водный. Технические условия".

10. ГОСТ 4329-77 "Реактивы. Квасцы алюмокалиевые. Технические условия".

11. ГОСТ 23932-90 "Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Общие технические условия".

12. ГОСТ 6709-72 "Вода дистиллированная. Технические условия".

13. ТУ 113-09-463-79 "Мелем. Технические условия".

14. ГОСТ 25336-82 "Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры".

15. ГОСТ 29227-91 "Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования".

16. ГОСТ 29251-91 "Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования".

17. ГОСТ Р 53228-2008 "Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания".

18. ГОСТ 4220-75 "Реактивы. Калий двухромовокислый. Технические условия".

19. ГОСТ 7328-2001 "Гири. Общие технические условия".

20. ГОСТ 9147-80 "Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия".

21. ГОСТ 4204-77 "Реактивы. Кислота серная. Технические условия".

22. ГОСТ 4172-76 "Реактивы. Натрий фосфорно-кислый двузамещенный 12-водный. Технические условия".

23. ГОСТ 4198-75 "Реактивы. Калий фосфорно-кислый однозамещенный. Технические условия".

24. ГОСТ 2603-79 "Реактивы. Ацетон. Технические условия".

25. ГОСТ 18300-87 "Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия".

26. ГОСТ 14919-83 "Электроплиты, электроплитки и жарочные электрошкафы бытовые".

27. ТУ 6-09-1678-95 "Фильтры обеззоленные (белая, красная, синяя ленты). Технические условия".

Общепринятое название: мелем.

Название по номенклатуре ИЮПАК: 2,6,10-триамино-сим-гептазин, триамид циамеллуровой кислоты.

Структурная формула (не приводится).

М. м. 218,13.

CAS номер: 1502-47-2.

Мелем - бесцветное кристаллическое вещество, термически стоек до 450 °С, плотность D 1,686 г/куб. см; растворимость в воде 0,0003 г/куб. дм при 25 °С и 0,007 г/куб. дм при 100 °С, плохо растворим в органических растворителях.

В водных и щелочных растворах по мере увеличения температуры мелем гидролизуется последовательно до аммелина, аммелида и циануровой кислоты.

В промышленности мелем используют для получения термостойких смол, кремнийорганических соединений, полимеров с улучшенными физико-химическими свойствами, огнестойкого линолеума, огнезащитных вспучивающихся покрытий, прочных строительных растворов.

По степени воздействия на организм человека относится ко 2-му классу опасности (высокоопасные вещества).

Норма погрешности измерений массовой концентрации мелема в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования не регламентируется.

Настоящая методика обеспечивает получение результатов анализов с показателями точности, правильности, повторяемости и воспроизводимости, приведенными в табл. 1.

Метод основан на определении мелема в воде методом обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием диодно-матричного детектора, УФ-спектрофотометрического детектора с переменной длиной волны или флуориметрического детектора, идентификации по времени удерживания и количественном определении по площадям хроматографических пиков методом абсолютной градуировки.

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.

Допускается использование других средств измерения, вспомогательного оборудования, реактивов и материалов, с техническими и метрологическими характеристиками не хуже приведенных выше.

8.1. Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

8.2. Вентиляционная система помещения должна обеспечивать многократный обмен воздуха в соответствии с ГОСТ 12.4.021-75.

8.3. Электробезопасность при работе с электроустановками должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.038-82 и находиться в соответствии с требованиями эксплуатационных документов.

8.4. Организацию обучения безопасности труда персонала проводят в соответствии с ГОСТ 12.0.004-90.

8.5. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны - по ГОСТ 12.1.005-88.

8.6. Все операции по проведению анализов выполняют в полном соответствии с основными правилами безопасной работы в химических лабораториях. Обслуживающий персонал лаборатории должен быть обеспечен специальной одеждой, обувью, резиновыми перчатками и защитными очками в соответствии с типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты рабочих и служащих химических производств.

К выполнению измерений на хроматографе и обработке результатов допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже инженера-химика, прошедшие курс обучения и знающие устройство и правила эксплуатации прибора.

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

10.1. Процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях при температуре воздуха (20 +/- 5) °С, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80%.

10.2. Выполнение измерений на жидкостном хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору и настоящими Методическими указаниями.

Для приготовления хромовой смеси в фарфоровый стакан помещают 50 г калия двухромовокислого и осторожно приливают по частям, тщательно перемешивая, 1 куб. дм концентрированной серной кислоты. Хромовую смесь хранят в посуде из стекла.

Стеклянную посуду заливают хромовой смесью и выдерживают 1 ч. Затем посуду извлекают из хромовой смеси и промывают водопроводной водой, ополаскивают дистиллированной водой, ацетоном и сушат в сушильном шкафу. После каждого анализа использованную посуду подвергают той же обработке. Чистую посуду хранят в закрытом виде.

Подвижную фазу (буферный раствор с pH 6,86) готовят в соответствии с ГОСТ 8.135-2004.

11.3.1. Очистка химических веществ

11.3.2. Приготовление подвижной фазы

Навеску калия дигидрофосфата, очищенного по п. 11.3.1, весом 3,3880 г и навеску натрия моногидрофосфата безводного, полученного по п. 11.3.1, весом 3,5330 г, взвешенных с точностью до четвертого десятичного знака, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 куб. см, заполняют колбу дистиллированной водой, не долив до метки 5 - 10 куб. см. В течение 30 мин. термостатируют колбу в водяном термостате при температуре 20 °С и доводят объем раствора в колбе до метки, закрывают пробкой и тщательно перемешивают содержимое.

11.3.3. Хранение подвижной фазы

Рабочий буферный раствор хранят в плотно закрытой стеклянной или пластмассовой (полиэтиленовой) посуде в затемненном месте при температуре не выше 25 °С. Срок хранения буферного раствора - 1 месяц с момента приготовления.

Навеску 125 г алюмокалиевых квасцов, взвешенную с точностью до второго десятичного знака, растворяют в 1000 куб. см дистиллированной воды, раствор нагревают до 60 °С и медленно при непрерывном перемешивании прибавляют 55 куб. см водного раствора аммиака. Дают смеси постоять 1 ч, переносят в стакан и промывают осадок гидроксида алюминия многократной декантацией дистиллированной водой до удаления ионов аммония. Раствор хранят в герметично закрытой посуде.

Срок хранения раствора 3 месяца.

Технический мелем обычно содержит 10 - 15% мелона, не растворимого в воде и органических растворителях, 1 - 5% меламина и незначительное количество других примесей. Наличие мелона на поверхности кристаллов мелема резко снижает скорость его растворения в воде.

Для получения мелема высокой степени чистоты технический продукт должен быть очищен нижеописанным способом.

Навеску примерно 100 мг технического мелема помещают в химический стакан вместимостью 1000 куб. см, добавляют 800 куб. см дистиллированной воды, нагревают до кипения и выдерживают в режиме слабого кипения в течение 30 - 40 мин. После этого содержимое стакана фильтруют в горячем виде через фильтр Шотта с размером пор 40 мкм в вакууме водоструйного насоса.

Фильтрат охлаждают до комнатной температуры, при этом растворенный мелем выпадает в виде белых хлопьев, которые отделяют от раствора путем вакуумного фильтрования на фильтре Шотта. Мелем на фильтре промывают с помощью 100 куб. см дистиллированной воды и смывают в химический стакан вместимостью 1000 куб. см. После этого в стакан добавляют примерно 1000 куб. см дистиллированной воды и нагревают до кипения, выдерживая раствор при слабом кипении в течение 30 мин.

Если в горячем растворе имеется муть или частицы нерастворенного вещества, содержимое стакана фильтруют в горячем виде в вакууме водоструйного насоса через фильтр Шотта с размером пор 16 мкм и фильтрат вновь нагревают до кипения.

Прозрачный горячий фильтрат оставляют на 18 - 24 ч для выпадения мелема и формирования мелкокристаллического осадка. Полученный осадок фильтруют на фильтре Шотта с размером пор 40 мкм в вакууме водоструйного насоса. Мелем на фильтре промывают с помощью 100 куб. см дистиллированной воды. Затем осадок сушат на фильтре в течение 3 - 4 ч в сушильном шкафу при температуре 105 - 110 °С.

Выход очищенного мелема составляет 30 - 50 мг. Для получения усредненного образца рекомендуется повторить приведенную выше процедуру 3 - 4 раза. Допускается использование химической посуды большей вместимости, например, химических стаканов вместимостью 2000 куб. см с соответствующим увеличением загрузок мелема и дистиллированной воды.

Основной раствор мелема с концентрацией 5 мг/куб. дм. Навеску 10 мг кристаллического мелема, очищенного по п. 11.5 и взвешенного с точностью до четвертого десятичного знака, переносят в химический стакан вместимостью 2000 куб. см, приливают примерно 1900 куб. см дистиллированной воды и нагревают до кипения на электрической плитке. В зависимости от исходной дисперсности мелема полное растворение завершается за 30 - 60 мин. После этого раствор охлаждают до комнатной температуры, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 2000 куб. см, доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Для получения рабочих градуировочных растворов последовательно разбавляют основной раствор:

Градуировочный раствор N 1 с концентрацией 2 мг/куб. дм. В мерную колбу вместимостью 50 куб. см градуированной пипеткой вносят 20 куб. см основного раствора, доводят объем до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Градуировочный раствор N 2 с концентрацией 1 мг/куб. дм. В мерную колбу вместимостью 50 куб. см градуированной пипеткой вносят 10 куб. см основного раствора, доводят объем до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Градуировочный раствор N 3 с концентрацией 0,5 мг/куб. дм. В мерную колбу вместимостью 50 куб. см градуированной пипеткой вносят 5 куб. см основного раствора, доводят объем до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Градуировочный раствор N 4 с концентрацией 0,2 мг/куб. дм. В мерную колбу вместимостью 50 куб. см градуированной пипеткой вносят 2 куб. см основного раствора, доводят объем до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Основной и рабочие градуировочные растворы мелема хранят в стеклянной посуде (мерной колбе) с притертой пробкой в темном месте при температуре (20 +/- 5) °С. Сроки годности основного и рабочих градуировочных растворов - 1 месяц.

Подготовку хроматографа к работе выполняют в соответствии с руководством по эксплуатации прибора.

При проведении измерений выполняют следующие условия:

Условия хроматографирования могут быть отличными от приведенных в зависимости от хроматографа и условий его настройки. Необходимым условием является величина чувствительности системы жидкостного хроматографа, которая должна обеспечивать определение 0,2 мг/куб. дм мелема в воде с соотношением сигнал:шум - 3:1.

Определяют время удерживания мелема, шестикратно вводя градуировочный раствор N 2, приготовленный согласно п. 11.6. Измеряют в каждом опыте времена удерживания, рассчитывают их среднее значение и доверительные интервалы.

Процедуру градуировки хроматографа выполняют в соответствии с руководством по эксплуатации и руководством пользователя программным обеспечением.

Градуировку хроматографа проводят не реже одного раза в три месяца, а также при замене колонки или предколонки хроматографа, при замене используемых реактивов, после проведения ремонтно-профилактических работ хроматографа и/или его детектора.

Условия проведения измерений концентраций мелема в градуировочных растворах должны быть одинаковыми с условиями проведения измерений концентрации мелема в исследуемых пробах.

Градуировку проводят по методу абсолютной градуировки, используя серию градуировочных растворов с различной концентрацией мелема, начиная с градуировочного раствора с наименьшей концентрацией мелема.

Для построения градуировочного графика в хроматограф вводят пробы рабочих градуировочных растворов мелема концентрациями 0,2; 0,5; 1,0 и 2,0 мг/куб. дм объемом 20 куб. мм, регистрируют значения высот (площадей) пиков на хроматограммах.

Каждый градуировочный раствор хроматографируют не менее 3 раз для исключения случайных результатов и усреднения данных. Стандартное отклонение времени удерживания не должно превышать 3%, стандартное отклонение площадей пиков не должно превышать 10%. При получении стандартного отклонения времени удерживания и (или) площадей пиков, превышающих указанные значения, проводят повторное хроматографирование градуировочного раствора.

По результатам измерений концентрации мелема строят градуировочную зависимость, характеризующую соотношение между величиной отклика детектора (средняя площадь пика) и массовой концентрацией мелема в пробе. Градуировочная зависимость имеет вид:

где:

х - массовая концентрация мелема в градуировочном растворе, мг/куб. дм;

_

y - среднее арифметическое значение измерений высот (площадей) пиков градуировочных растворов, соответствующее этой концентрации;

a, b - коэффициенты регрессии.

Если коэффициент "a" представляет собой значимую величину, т.е. градуировочная прямая выходит не из начала координат, следует выявить причину появления систематической погрешности и по возможности устранить ее или свести к минимуму.

Если величину "a" можно приравнять к нулю, то в этом случае градуировочная функция преобразуется в вид:

где b - исправленный угловой коэффициент.

По полученным значениям строят градуировочный график, проходящий через начало координат.

Для контроля стабильности градуировочной характеристики готовят по 3 контрольных пробы с массовыми концентрациями мелема, относящимися к началу, середине и концу градуировочной характеристики. Последовательно анализируют контрольные пробы, проводят определение массовых концентраций мелема с помощью градуировочной характеристики и сравнивают результаты анализов с реальными значениями массовых концентраций мелема в соответствующих пробах, рассчитанных по процедуре приготовления.

Стабильности градуировочных характеристик считают удовлетворительными, если для каждой контрольной точки градуировочного графика мелема выполняется следующее неравенство:

Отбор проб воды осуществляют в стеклянные или полиэтиленовые герметично закрывающиеся банки, которые предварительно ополаскивают отбираемой водой. Объем пробы должен быть не менее 500 куб. см. Пробы отобранной воды анализируют в день отбора.

Перед выполнением измерений массовой концентрации мелема в воде для устранения мешающего влияния мутности пробу обрабатывают суспензией гидроксида алюминия.

К 100 куб. см пробы воды приливают 2 куб. см суспензии гидроксида алюминия, приготовленной по п. 11.4, и перемешивают. Через 15 мин. отстоявшуюся пробу воды фильтруют через фильтр "белая лента", отбрасывая первые 20 куб. см фильтрата. Фильтрат используют для дальнейших измерений.

При выполнении измерений массовой концентрации мелема в воде выполняют следующие операции:

- ввод пробы и ее хроматографическое разделение;

- детектирование и регистрация выходного сигнала.

Для определения количественного содержания мелема в одних и тех же условиях проводят хроматографический анализ одного из градуировочных растворов и далее анализ подготовленной пробы. Для достоверности измерений хроматографический анализ как градуировочного раствора, так и подготовленной пробы проводят не менее 2 раз подряд.

Стандартное отклонение времени удерживания не должно превышать 3%, стандартное отклонение площадей пиков не должно превышать 10%. При получении стандартного отклонения времени удерживания и (или) площадей пиков, превышающих указанные значения, проводят повторное хроматографирование пробы.

Если пик мелема в исследуемом растворе выходит за пределы рабочего диапазона детектора (т.е. наблюдается зашкаливание хроматографического пика), хроматографическое разделение проводят повторно после разбавления исследуемого раствора.

Обработка сигнала с хроматографа производится с помощью программно-аппаратного комплекса для автоматизации хроматографического анализа или аналогичного программно-аппаратного комплекса.

Идентификацию мелема проводят путем сравнения абсолютных времен удерживания в пробах и в градуировочных растворах. При необходимости идентификацию подтверждают методом добавок.

Для оценки хроматограмм рекомендуется использовать программно-аппаратный комплекс.

Обработка результатов измерений выполняется в соответствии с блок-схемой (Прилож. А).

За результат анализа принимают среднее арифметическое значение двух параллельных измерений, если относительное расхождение между ними не превышает значения r:

Если условие (6) не выполнено, то за окончательный результат принимают среднее арифметическое между вторым и третьим наименьшими результатами измерений из четырех параллельных измерений.

Инженер или лаборант оформляет результаты измерений с записью в рабочем журнале.

Полученные результаты регистрируют в протоколе, в котором указывают:

- обозначение настоящего методического документа;

- порядковый номер пробы;

- отклонение при проведении определения, если таковые имелись, и факторы, отрицательно влияющие на результаты анализа;

- дату отбора пробы и анализа;

- результат измерения (С +/- ДЕЛЬТА, мг/куб. дм);

- фамилии исполнителя и руководителя лаборатории;

- название лаборатории;

- юридический адрес организации.

Контроль внутрилабораторной прецизионности выполняют повторным определением массовой концентрации мелема в проанализированных ранее пробах в условиях внутрилабораторной прецизионности (анализ проводится в разное время или разными исполнителями в одной лаборатории).

Контроль внутрилабораторной прецизионности проводят по мере необходимости, но не реже одного раза в квартал.

Внутрилабораторную прецизионность результатов измерений считают удовлетворительной, если расхождение между результатами первичного и повторного анализов не превышает предела внутрилабораторной прецизионности:

При превышении предела внутрилабораторной прецизионности эксперимент повторяют. При повторном превышении предела воспроизводимости выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Значения пределов повторяемости и воспроизводимости представлены в табл. 2.

Границы неисключенной погрешности приготовления растворов для установления градуировочной зависимости вычисляют путем построения комбинации неисключенных погрешностей, учитывающих применяемые средства и методы.

Принимая гипотезу о равномерном распределении неисключенных погрешностей, эти границы вычисляют по формуле: