"МУК 4.1.2270-07. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Определение остаточных количеств 2,4-Д в воде методом капиллярной газожидкостной хроматографии. Методические указания"
(утв. Роспотребнадзором 24.09.2007)

1. Разработаны Российским государственным аграрным университетом - МСХА им. К.А. Тимирязева, Учебно-научным консультационным центром "Агроэкология пестицидов и агрохимикатов" Минсельхоза России.

2. Рекомендованы к утверждению Комиссией по санитарно-гигиеническому нормированию Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения (протокол N 2 от 21 июня 2007 г.).

3. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 24 сентября 2007 г.

4. Введены в действие с 15 декабря 2007 г.

5. Введены впервые.

Настоящие Методические указания устанавливают метод капиллярной газожидкостной хроматографии для определения в воде массовой концентрации 2,4-Д в диапазоне 0,0001 - 0,01 мг/куб. дм.

Название действующего вещества по ИСО: 2,4-Д.

Название действующего вещества по ИЮПАК: 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота.

Структурная формула (не приводится).

Молекулярная масса: 221,0.

Белое кристаллическое вещество.

Давление паров: 0,011 mPa (20 °С).

Температура плавления: 141 °С.

Растворимость в воде 311 мг/л (pH 1, 25 °С), 0,6 г/л (20 °С). В этаноле 1250, диэтиловом эфире 243, гептане 1,1 (все в г/кг, 20 °С).

2,4-Д стабильна в растворах сильных кислот и образует водорастворимые соли со щелочными металлами и аминами. рКа = 2,73.

В России установлены следующие гигиенические нормативы:

ДСД - 0,0001 мг/кг/сутки; ПДК в воде водоемов - 0,0002 мг/куб. дм (санитарно-токсикологический показатель).

Область применения препарата: 2,4-Д - селективный, системный гербицид, эффективно подавляющий рост и развитие большинства двудольных широколистных сорных растений в посевах злаковых культур.

Применяется в России в виде солей и эфиров в качестве гербицида для подавления однолетних двудольных сорных растений в посевах зерновых колосовых культур, проса, сорго, кукурузы и многолетних злаковых трав при норме расхода 0,85 - 2,4 л/га.

При соблюдении всех регламентированных условий проведения анализа в точном соответствии с данной методикой погрешность (и ее составляющие) результатов измерений при доверительной вероятности Р = 0,95 не превышает значений, приведенных в таблице 1 для соответствующих диапазонов концентраций.

Метод основан на определении 2,4-Д в виде бутилового эфира с помощью капиллярной газожидкостной хроматографии с электроно-захватным детектором после экстракции ее органическим растворителем, очистки экстракта путем перераспределения между двумя несмешивающимися растворителями и бутилирования. Идентификация проводится по времени удерживания. Количественное определение - методом абсолютной калибровки.

В предлагаемых условиях анализа метод специфичен. Избирательность метода достигается за счет подбора колонки и условий программирования.

Весы аналитические СИГМА 11140, фирма "OHAUS".

Колбы мерные вместимостью 10, 50 и 100 куб. см, ГОСТ 1770-74.

Микрошприц Гамильтон вместимостью 10 куб. мм.

Пипетки мерные вместимостью 1, 2, 5 и 10 куб. см, ГОСТ 20292-74.

Цилиндры мерные 2-го класса точности вместимостью 25, 50, 100 и 250 куб. см, ГОСТ 1770.

Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.

Аналитический стандарт 2,4-Д с содержанием д.в. 99,8%.

Азот особой чистоты, ГОСТ 9293-74.

н-Бутанол, х.ч., ГОСТ 6006-78, свежеперегнанный.

Вода дистиллированная, ГОСТ 7602-72.

н-Гексан, ч., ТУ 6-09-3375-78.

Гелий очищенный марки "А", ТУ-51-940-80.

Кислота серная концентрированная, ч., ГОСТ 4204-77.

Кислота серная, 2%-ный раствор в бутаноле (бутилирующая смесь).

Кислота серная, 4 н водный раствор.

Натрий сернокислый безводный, х.ч., ГОСТ 4166-76.

Натрия бикарбонат, х.ч., ГОСТ 4201.

Натрия бикарбонат, 5%-ный водный раствор.

Эфир диэтиловый (для наркоза. Фармакопея СССР).

Допускается использование реактивов иных производителей с аналогичной или более высокой квалификацией.

Бумага индикаторная, универсальная.

Виалы с тефлоновыми прокладками, Aldrich, cat. N Z27, 702-9.

Воронки химические для фильтрования стеклянные, ГОСТ 8613-75.

Воронки делительные на 1000 куб. см, ГОСТ 10054-75.

Испаритель ротационный Rota vapor R110 Buchi с водяной баней В-480.

Колбы конические плоскодонные на 250 куб. см, ГОСТ 10394-72.

Концентраторы грушевидные на 100 и 250 куб. см, НШ 29 КГУ-100 (250), ГОСТ 10394-72.

Колонка капиллярная кварцевая НР-5 (Crosslinked 5% фенилсиликсана и 95% метилсилоксана), длина 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм, толщина пленки 0,25 мкм.

Насос вакуумный диафрагменный FT.19 фирмы KNF Neu Laboport.

Фильтры бумажные "красная лента", ТУ 6-09-2678-77.

Допускается применение хроматографических колонок и другого оборудования с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.

4.1. При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007, требования электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019, а также требования, изложенные в технической документации на газовый хроматограф.

4.2. Помещение должно соответствовать требованиям пожаробезопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать норм, установленных ГН 2.2.5.1313-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны". Организация обучения работников безопасности труда - по ГОСТ 12.0.004.

К выполнению измерений допускают специалистов, имеющих квалификацию не ниже лаборанта-исследователя, с опытом работы на газовом хроматографе.

К подготовке проб допускают оператора с квалификацией "лаборант", имеющего опыт работы в химической лаборатории.

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят при температуре воздуха (20 +/- 5) °С и относительной влажности не более 80%;

выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

В мерную колбу объемом 100 куб. см наливают 50 куб. см предварительно перегнанного н-бутанола и осторожно приливают туда 2 куб. см концентрированной серной кислоты. Раствор перемешивают и доводят объем до метки бутанолом. Бутилирующую смесь хранят под тягой в течение одного месяца. Перед приготовлением раствора н-бутанол перегоняют.

Раствор готовят под тягой, строго соблюдая технику безопасности.

В мерную колбу объемом 1 куб. дм наливают 500 куб. см и туда осторожно приливают 112 куб. см концентрированной серной кислоты. Внимание! Происходит разогревание жидкости! Раствор осторожно перемешивают и добавляют около 150 куб. см воды. Когда раствор остынет, его доводят водой до метки.

В стакан на 500 куб. см помещают 50 г гидрокарбоната натрия. Приливают около 200 куб. см воды и растворяют осадок, выдерживая стакан в ультразвуковой ванне и помешивая стеклянной палочкой. Раствор переливают в мерную колбу на 1 куб. дм. При необходимости процедуру повторяют. После полного растворения осадка раствор в колбе доводят водой до 1 куб. дм.

Взвешивают 50 мг 2,4-Д кислоты в мерной колбе на 50 мл, растворяют навеску в этаноле и доводят объем до метки этанолом (стандартный раствор N 1, концентрация 1 мг/мл). Стандартный раствор N 1 можно хранить в холодильнике в течение 1 месяца.

Методом последовательного разбавления готовят стандартный раствор N 2 с концентрацией 0,5 мкг/мл.

Для приготовления градуировочных растворов отбирают 1 мл стандартного раствора N 2 (концентрация - 0,5 мкг/куб. см) в виалу и удаляют растворитель током теплого воздуха. К сухому остатку в виале добавляют 1 куб. см 2%-ного раствора концентрированной серной кислоты в бутаноле. Плотно закрывают виалу крышкой и помещают в блок для виал, нагретый до 100 °С. Бутилирование проводят в течение 30 минут. Далее виалу охлаждают до комнатной температуры и добавляют в нее 5 куб. см гексана и 20 - 25 куб. см дистиллированной воды. Смесь интенсивно встряхивают и выстаивают до полного разделения фаз. Верхний гексановый слой используют для приготовления стандартных растворов, которые применяют при построении градуировочного графика. Концентрация 2,4-Д в гексановом растворе составляет 0,1 мкг/куб. см (раствор N 3).

Методом последовательного разбавления раствора 2,4-Д N 3 гексаном в мерных колбах готовят рабочие растворы с концентрациями: 0,01; 0,025; 0,05; 0,1 мкг/куб. см, которые могут храниться в холодильнике не более 10 сут.

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади (высоты) пика от концентрации 2,4-Д в растворе (мкг/куб. см), устанавливают методом абсолютной калибровки по 4-м растворам для градуировки с концентрацией 0,01; 0,02; 0,05; 0,1 мкг/куб. см.

В испаритель хроматографа вводят по 1 куб. мм (капиллярная колонка) каждого градуировочного раствора и анализируют в условиях хроматографирования по п. 9.2. Осуществляют не менее 3-х параллельных измерений.

По полученным данным строят градуировочный график зависимости площади хроматографического пика в мВ от концентрации 2,4-Д в растворе в мкг/куб. см.

Отбор проб производится в соответствии с "Унифицированными правилами отбора проб сельскохозяйственной продукции, пищевых продуктов и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов" N 2051-79 от 21.08.79, а также в соответствии с ГОСТом Р 51592-2000 "Вода. Общие требования к отбору проб".

Пробы воды анализируют в день отбора или замораживают и хранят в полиэтиленовой таре в морозильной камере при температуре -18 °С не более 2-х недель.

9.1.1. Экстракция и очистка экстракта

Из среднего образца воды отбирают 500 мл в делительную воронку объемом 1000 мл. Пробу воды в воронке подкисляют 4 н серной кислотой до pH = 2, добавляют 100 мл этилового эфира. Делительную воронку встряхивают в течение двух минут (Осторожно, необходимо дегазировать смесь!) и после полного разделения слоев нижний водный слой собирают в плоскодонную колбу, а верхний эфирный слой переносят в концентратор. Водную фазу возвращают в делительную воронку и повторяют экстракцию 2,4-Д еще два раза, используя каждый раз по 50 мл эфира. Далее водную фазу отбрасывают, а объединенный эфирный экстракт переносят в делительную воронку объемом 500 мл и экстрагируют 2,4-Д 5%-ным водным раствором бикарбоната натрия.

Для этого в делительную воронку добавляют 50 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия, встряхивают воронку в течение двух минут и после полного разделения слоев нижний водный слой собирают в плоскодонную колбу на 250 мл. Повторяют процедуру еще два раза, используя каждый раз по 50 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия, после эфир отбрасывают. Объединенную водную фазу подкисляют 4 н серной кислотой до pH = 2 (Осторожно, вспенивание!) и переносят в делительную воронку, добавляют 50 мл диэтилового эфира, встряхивают воронку две минуты (Осторожно, необходимо дегазировать смесь!). После полного разделения слоев нижний водный слой собирают в стакан, а верхний эфирный слой в концентратор, пропуская через безводный сульфат натрия. Водную фазу возвращают в воронку и повторяют экстракцию еще два раза, используя каждый раз по 30 мл эфира. Объединенную эфирную фракцию упаривают досуха на ротационном вакуумном испарителе при температуре бани не выше 30 °С.

Сухой остаток переносят тремя порциями по 2 мл диэтилового эфира в виалу и удаляют органический растворитель под током теплого воздуха.

9.1.2. Бутилирование

К сухому остатку в виале добавляют 1 куб. см 2%-ного раствора концентрированной серной кислоты в бутаноле. Плотно закрывают виалу крышкой и помещают в блок для виал, нагретый до 100 °С. Бутилирование проводят в течение 30 минут. Далее виалу охлаждают до комнатной температуры и добавляют в нее 5 куб. см гексана и 20 - 25 куб. см дистиллированной воды. Смесь интенсивно встряхивают и выстаивают до полного разделения фаз. Из верхнего гексанового слоя аликвоту 1 мкл вводят в хроматограф.

Хроматограф газовый "Кристалл 2000М" с электронозахватным детектором (ЭЗД).

Капиллярная кварцевая колонка НР-5 (Crosslinked 5% PH ME Siloxane), длина 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм, толщина пленки 0,25 мкм.

Температура детектора - 320 °С, испарителя - 230 °С.

Программированный нагрев колонки - с 120 °С до 200 °С по 4 град./мин., с 200 °С до 240 °С по 6 град./мин.

Газ 1: тип регулятора расхода газа РРГ 11, давление 84 кПа.

Газ 2 (гелий) - расход 0,5 мл/мин., сброс 1:80.

Режим Splitless, начало сброса 15 сек., длительность сброса 5 мин., минимальный расход 20 мл/мин.

Газ 3 (азот, поддув детектора) - 60 мл/мин.

Продувка детектора и испарителя по 60 мл/мин. в течение 2 минут при температуре колонки 240 °С.

Абсолютное время удерживания бутилового эфира 2,4-Д - 20 мин. 18 сек., окно 1%.

Объем пробы, вводимый в испаритель, - 1 мкл.

Образцы, дающие площадь пика больше, чем стандартный раствор с концентрацией 0,01 мкг/мл, разбавляют.

Альтернативные условия хроматографирования.

Хроматограф газовый "Кристалл-2000М" с детектором электронного захвата ионов.

Колонка капиллярная DB-5 длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм, толщина пленки сорбента 0,25 мкм.

Температура термостата колонки программированная. Начальная температура - 200 °С, выдержка 1 мин., нагрев колонки со скоростью 7,5 град./мин. до температуры 240 °С. Время анализа 15 мин.

Скорость газа 1 (азот): 30,5 см/сек., давление 120 кПа, поток 0,94 куб. см/мин.

Газ (2): деление потока 1:6; сброс 5,7 куб. см/мин.

Продувка: температура колонки 280 °С, время 5 мин., газ (1): 120 кПа;

газ (2): 5 куб. см/мин.

Хроматографируемый объем: 2 куб. мм.

Ориентировочное время удерживания бутилового эфира 2,4-Д: 5,13 мин.

Линейный диапазон детектирования: 0,02 - 0,2 нг.

Для обработки результатов анализов используется "Программа сбора и обработки хроматографической информации Хроматек Аналитик", версия 1.20.

Содержание 2,4-Д рассчитывают по формуле:

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает предела повторяемости (1):

При невыполнении условия (1) выясняют причины превышения предела повторяемости, устраняют их и вновь выполняют анализ.

Результат анализа представляют в виде:

В случае если содержание компонента менее нижней границы диапазона определяемых концентраций, результат анализа представляют в виде:

"содержание вещества в пробе менее 0,0001 мг/кг" <*>.

--------------------------------

<*> 0,0001 мг/кг - предел обнаружения.

Оперативный контроль погрешности и воспроизводимости измерений осуществляется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-1-6-2002 "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений".

13.1. Стабильность результатов измерений контролируют перед проведением измерений, анализируя один из градуировочных растворов.

13.2. Плановый внутрилабораторный оперативный контроль процедуры выполнения анализа проводится методом добавок.

При невыполнении условия (2) процедуру контроля повторяют. При повторном невыполнении условия (2) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

13.3. Проверка приемлемости результатов измерений, полученных в условиях воспроизводимости:

Расхождение между результатами измерений, выполненных в двух разных лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости (R):