"МУК 4.1.1161-02. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Измерение массовой концентрации карбендазима в воздухе рабочей зоны методами газожидкостной и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Методические указания"
(утв. Минздравом России)

1. Методические указания подготовлены: Федеральным научным центром гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана (чл.-корр. РАМН, проф. В.Н. Ракитский, проф. Т.В. Юдина); Московской сельскохозяйственной академией им. К.А. Тимирязева (проф. В.А. Калинин, к. хим. н. Довгилевич А.В.); Всероссийским НИИ фитопатологии (А.М. Макеев и др.); Всероссийским НИИ защиты растений (В.И. Долженко и др.); Санкт-Петербургским НИИ лесного хозяйства (Маслаков С.Е., Л.В. Григорьева и др.), при участии Департамента госсанэпиднадзора Минздрава России (А.П. Веселов).

2. Методические указания рекомендованы к утверждению Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Минздраве России.

3. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации, академиком РАМН Г.Г. Онищенко.

4. Введены впервые.

Настоящие Методические указания устанавливают методику количественного химического анализа воздуха рабочей зоны методами высокоэффективной жидкостной и газожидкостной хроматографии для определения в нем массовой концентрации карбендазима в диапазоне 0,025 - 0,25 мг/куб. м и 0,05 - 0,375 мг/куб. м, соответственно.

Карбендазим - действующее вещество препарата КОЛФУГО СУПЕР, КС (200 г/л), фирма-производитель Агро-Кеми КФТ, Венгрия.

Метил бензимидазол-2-илкарбамат (IUPAC).

Структурная формула (не приводится).

Белое кристаллическое вещество.

Температура плавления: 250 °C.

Карбендазим стабилен в слабокислой среде при 20 °C, медленно разлагается в щелочных средах.

Может присутствовать в воздухе рабочей зоны в виде аэрозоля.

Краткая токсикологическая характеристика

Область применения препарата

Карбендазим - системный фунгицид класса бензимидазолов, рекомендуемый для борьбы со снежной плесенью, фузариозом колоса, мучнистой росой, корневыми гнилями в стадии вегетации растений на зерновых, сахарной свекле, подсолнечнике, а также в качестве предпосевного протравителя семян яровой пшеницы и ярового ячменя против корневых гнилей, твердой и мягкой головни.

ПДК в воздухе рабочей зоны - 0,1 мг/куб. м.

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей +/- 14% (метод ВЭЖХ) и +/- 21% (метод ГЖХ), при доверительной вероятности 0,95.

Измерения концентрации карбендазима выполняют методами высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с ультрафиолетовым детектором или газожидкостной хроматографии (ГЖХ) с детектором постоянной скорости рекомбинации ионов после превращения карбендазима в пентафторбензильное производное.

Концентрирование карбендазима из воздуха осуществляют на бумажные фильтры "синяя лента".

Нижний предел измерения в хроматографируемом объеме пробы - 1 нг (ГЖХ) и 2 нг (ВЭЖХ).

Определению не мешают компоненты препаративной формы.

Допускается использование средств измерений с аналогичными или лучшими характеристиками.

Допускается применение другого оборудования и хроматографических колонок с аналогичными техническими характеристиками, обеспечивающими аналогичное разделение.

4.1. При работе с реактивами соблюдать требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими, легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1005-88.

4.2. При выполнении измерений с использованием газового и жидкостного хроматографов соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и инструкциями по эксплуатации приборов.

К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на газовом и жидкостном хроматографах.

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

- процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТ 15150-69 при температуре воздуха (20 +/- 10) °C, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст. и влажности не более 80%.

- выполнение измерений на газовом и жидкостном хроматографах проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к приборам.

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовка органических растворителей, приготовление растворов, подготовка хроматографических колонок и установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1.1. Подготовка органических растворителей

7.1.1.1. Очистка ацетонитрила. Ацетонитрил кипятят с обратным холодильником над пентоксидом фосфора не менее 1 часа, после чего перегоняют. Непосредственно перед употреблением ацетонитрил повторно перегоняют над прокаленным карбонатом калия.

7.1.1.2. Очистка ацетона. Растворитель сушат над молекулярными ситами 4А и подвергают фракционной перегонке на ректификационной колонке, целиком собранной из стекла, с числом теоретических тарелок не менее 30. Сосуд для перегонки погружают в водяную баню и через приемник пропускают медленно струю сухого азота. Затем температуру водяной бани повышают до 70 - 75 °C и прибор промывают парами ацетона, после чего холодильник заполняют водой. До начала отбора главной фракции приемник несколько раз промывают дистиллятом. Перегонку продолжают до тех пор, пока в сосуде для перегонки не останется приблизительно 100 мл ацетона. Температуру водяной бани следует снижать по мере уменьшения объема ацетона, во всех случаях она не должна превышать температуру кипения ацетона более чем на 20°.

7.1.1.3. Контроль чистоты ацетона. В круглодонную колбу вместимостью 100 куб. см помещают 30 куб. см ацетона, упаривают на ротационном вакуумном испарителе досуха, в колбу вносят 5 куб. см подвижной фазы для ВЭЖХ (п. 7.1.2) и анализируют раствор в условиях хроматографирования по п. 7.6.1.1.

7.1.2. Подготовка подвижной фазы для ВЭЖХ

В мерную колбу вместимостью 1000 куб. см помещают 250 куб. см ацетонитрила, 100 куб. см метилового спирта, доводят объем до метки дистиллированной водой, перемешивают, фильтруют и дегазируют.

7.2.1. Подготовка колонки с силикагелем

7.2.1.1. Подготовка силикагеля. Коммерческий силикагель нагревают в течение 5 ч при температуре 130 °C в суховоздушном термостате, охлаждают в эксикаторе, дезактивируют 1,5% воды. Для этого в плоскодонную колбу вместимостью 300 куб. см помещают 98,5 г силикагеля, вносят при постоянном перемешивании 1,5 куб. см воды, колбу закрывают пробкой, интенсивно встряхивают в течение 5 мин. и выдерживают 2 ч на механическом встряхивателе для предотвращения образования конгломератов.

7.2.1.2. Подготовка колонки с силикагелем. Нижнюю часть стеклянной колонки длиной 25 см, внутренним диаметром 7 - 8 мм уплотняют тампоном из стекловаты, помещают 1 г дезактивированного силикагеля и слой сульфата натрия высотой 5 - 10 мм. Непосредственно перед использованием колонку при открытом кране промывают гексаном (около 5 куб. см). После того как растворитель достигнет поверхности сорбента, кран закрывают. Колонка готова к работе.

7.2.2. Приготовление 30%-ного раствора углекислого калия

Навеску калия углекислого массой 30,0 г помещают в мерную колбу вместимостью 100 куб. см, доводят дистиллированной водой до метки, тщательно перемешивают.

7.2.3. Приготовление элюирующей смеси

В мерную колбу вместимостью 100 куб. см помещают 20 куб. см ацетона и 80 куб. см толуола, тщательно перемешивают.

7.3.1. Исходный раствор карбендазима для градуировки (концентрация 100 мкг/куб. см). В мерную колбу вместимостью 100 куб. см помещают 0,0100 г карбендазима, растворяют в 50 - 70 куб. см этилацетата, доводят этилацетатом до метки, тщательно перемешивают. Раствор хранится в холодильнике в течение 3 месяцев.

7.3.2. Раствор N 1 карбендазима для градуировки (концентрация 10 мкг/куб. см). В мерную колбу вместимостью 50 куб. см помещают 5 куб. см исходного стандартного раствора карбендазима (п. 7.3.1) с концентрацией 100 мкг/куб. см, разбавляют этилацетатом до метки. Раствор хранится в холодильнике в течение месяца.

7.3.3. Серия N 1 (метод ВЭЖХ): рабочие растворы N 2 - 6 карбендазима для градуировки (концентрации 0,1 - 1,0 мкг/куб. см).

В 5 мерных колб вместимостью 100 куб. см помещают по 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 и 10 куб. см стандартного раствора N 1 (п. 7.3.2) с концентрацией 10 мкг/куб. см, добавляют 10 куб. см этанола, доводят до метки подвижной фазой для ВЭЖХ (п. 7.1.2) и тщательно перемешивают. Получают рабочие растворы N 2 - 6 с концентрацией карбендазима 0,1; 0,2; 0,3; 0,5 и 1,0 мкг/куб. см, соответственно. Растворы хранятся в холодильнике в течение 3 дней.

7.3.4. Серия N 2 (метод ГЖХ): рабочие растворы N 2 - 6 для градуировки (концентрации 0,1 - 0,75 мкг/куб. см).

В 5 конических концентраторов вместимостью 100 куб. см отбирают с помощью пипетки по 0,1; 0,2; 0,4; 0,5 и 0,75 куб. см раствора N 1 концентрации 10 мкг/куб. см в этилацетате (п. 7.3.2), растворитель отдувают потоком теплого воздуха и проводят дериватизацию в соответствии с п. 8.2.1. После очистки на колонке с силикагелем согласно п. 8.2.2 пентафторбензильное производное карбендазима растворяют в 10 куб. см элюирующей смеси (по п. 7.2.3). Получают растворы N 2 - 6 с концентрациями 0,1; 0,2; 0,4; 0,5 и 0,75 мкг/куб. см.

Растворы хранятся в холодильнике в течение 15 дней.

Отбор проб воздуха проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 "ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". В течение 15 мин. последовательно отбирают 3 пробы, для чего воздух с объемным расходом 2 - 4 куб. дм/мин. аспирируют в течение 5 мин. через фильтр "синяя лента", помещенный в фильтродержатель.

Для измерения концентрации карбендазима на уровне 0,5 ПДК воздуха рабочей зоны необходимо отобрать 10 куб. дм воздуха (измерение по п. 7.6.1, ВЭЖХ) или 20 куб. дм (измерение по п. 7.6.2, ГЖХ) воздуха.

Срок хранения в холодильной камере при 4 °C отобранных проб, помещенных в полиэтиленовые пакеты, - 10 дней.

7.5.1. Метод ГЖХ

Готовую насадку (5% OV-210 на Хроматоне N-AW-HMDS, 0,125 - 0,160 мм) засыпают в стеклянную колонку длиной 2 м, уплотняют под вакуумом, колонку устанавливают в термостате хроматографа, не подсоединяя к детектору, и стабилизируют в токе азота при температуре 260 °C в течение 10 - 12 ч.

7.5.2. Метод ВЭЖХ

Промывают колонку подвижной фазой для ВЭЖХ (п. 7.1.2) в течение 30 мин. при скорости подачи растворителя 1 куб. см/мин. до установления стабильной базовой линии.

7.6.1. Метод ВЭЖХ

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади пика (отн. единицы) от концентрации карбендазима в растворе (мкг/куб. см), устанавливают методом абсолютной градуировки с использованием серии стандартных растворов N 1, состоящей из 5 растворов N 2 - 6, приготовленных по п. 7.3.3. В инжектор хроматографа вводят по 20 куб. мм каждого градуировочного раствора и анализируют в условиях хроматографирования по п. 7.6.1.1.

7.6.1.1. Условия хроматографирования

Жидкостный хроматограф с ультрафиолетовым детектором Perkin-Elmer (США)

Колонка стальная длиной 25 см, внутренним диаметром 4,0 мм, содержащая Zorbax ODS, зернением 5 мкм

Градуировочный график проверяют ежедневно по 1 - 2 стандартным растворам различной концентрации. Если получаемые результаты отличаются более чем на +/- 10% от данных, заложенных на графике, градуировочный график строят заново, используя свежеприготовленные рабочие стандартные растворы.

7.6.2. Метод ГЖХ

Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной градуировки на градуировочных растворах карбендазима. Она выражает зависимость высоты пика (мм) от концентрации карбендазима в растворе (мкг/куб. см) и строится с использованием серии стандартных растворов N 2, состоящей из 5-ти растворов N 2 - 6, приготовленных по п. 7.3.4. В испаритель прибора вводят по 1 куб. мм данных градуировочных растворов и анализируют в условиях хроматографирования по п. 7.6.2.1.

7.6.2.1. Условия хроматографирования

Хроматограф газовый "Цвет-560" с детектором постоянной скорости рекомбинации ионов

Хроматографическая колонка длиной 2 м, внутренним диаметром 3 мм, заполненная 5% OV-210 на Хроматоне N-AW-HMDS (0,125 - 0,16 мм)

Градуировочный график проверяют ежедневно по 1 - 2 стандартным растворам различной концентрации. Если получаемые результаты отличаются более чем на +/- 10% от данных, заложенных на графике, градуировочный график строят заново, используя свежеприготовленные рабочие стандартные растворы.

Фильтр с отобранной пробой переносят в химический стакан вместимостью 100 куб. см, заливают 10 куб. см этилового спирта или 10 куб. см ацетона, оставляют на 10 мин., периодически перемешивая. Растворитель сливают, отжимая фильтр стеклянной палочкой. Фильтр еще дважды обрабатывают новыми порциями этилового спирта или ацетона объемом 10 куб. см.

Объединенный экстракт упаривают в грушевидной колбе на ротационном вакуумном испарителе при температуре бани 40 - 45 °C почти досуха, оставшийся растворитель отдувают потоком теплого воздуха. Сухой остаток при проведении измерений методом ВЭЖХ (по п. 7.6.1.1) растворяют в 1 куб. см этанола, добавляют 4 куб. см подвижной фазы, центрифугируют (фильтруют через слой стекловаты, помещенный в конусную химическую воронку), хроматографируют. При проведении измерений методом ГЖХ (по п. 7.6.2.1) сухой остаток подвергают дериватизации в соответствии с п. 8.2, производное растворяют в 10 куб. см элюирующей смеси, хроматографируют.

Пробу вводят в инжектор хроматографа не менее двух раз. Измеряют площадь или высоту пика, при ручной обработке хроматограмм высоту пиков измеряют на хроматограмме с помощью линейки с точностью до 0,5 мм.

Перед анализом испытываемой пробы проводят хроматографирование холостой пробы - экстракта неэкспонированного фильтра.

Образцы, дающие пики большие, чем стандартный раствор с концентрацией 1,0 мкг/мл (измерение по п. 7.6.1.1) или 0,75 мкг/мл (измерение по п. 7.6.2.1), разбавляют подвижной фазой для ВЭЖХ или элюирующей смесью, соответственно.

8.2.1. Получение пентафторбензильного производного карбендазима

К сухому остатку в концентраторе добавляют 2,5 куб. см ацетона, 0,05 куб. см раствора карбоната калия (по п. 7.2.2) и 0,1 куб. см пентафторбензилбромида. Концентратор закрывают пробкой и выдерживают в течение 4 ч при температуре 50 °C в термостате, охлаждают, добавляют 5 куб. см толуола. Раствор упаривают до объема ~ 1 куб. см и подвергают очистке на колонке с силикагелем.

8.2.2. Очистка на колонке с силикагелем

Остаток в концентраторе, полученный по п. 8.2.1, с помощью пипетки переносят в колонку с силикагелем, подготовленную по п. 7.2.1. Концентратор обмывают 2 куб. см толуола. После того как первая порция растворителя впитается в слой сорбента, раствор переносят на колонку. Далее колонку промывают 6 куб. см толуола (с предварительным обмыванием концентратора), элюат отбрасывают. Под колонку помещают в качестве приемника градуированную пробирку вместимостью 10 куб. см. Производное карбендазима элюируют с колонки последовательно тремя порциями элюирующей смеси ацетон-толуол, 2:8 (подготовленной по п. 7.2.3), объемом 2,2 и 6 куб. см. Общий объем элюата доводят до 10 куб. см элюирующей смесью, тщательно перемешивают и хроматографируют по п. 7.6.2.1.

Массовую концентрацию карбендазима в пробе воздуха, Х, мг/куб. м, рассчитывают по формуле:

Если пробоотборное устройство фиксирует объем воздуха (V, куб. дм), в вышеприведенной формуле произведение u t заменяется на V.

Идентификация и расчет концентрации карбендазима в пробах могут быть проведены с помощью программ обработки хроматографических данных с применением компьютеров, подключенных к хроматографу.

Ракитский В.Н., член-кор. РАМН, проф., Юдина Т.В., Федорова Н.Е., Мошлакова Л.А., Волкова В.Н. (Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана, г. Мытищи Московской обл.).