4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Определение химических соединений и
элементов в биологических средах

Сборник методических указаний
МУК 4.1.3056-13, 4.1.3057-13
МУК 4.1.3158 - 4.1.3161-14
МУК 4.1.3230 - 4.1.3233-14

Москва 2015

1. Сборник подготовлен творческим коллективом авторов в составе: д.б.н., проф. А.Г. Малышева (руководитель), к.б.н. А.А. Ермаков, В.А. Шохин (ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина» Минздрава России).

2. Методические указания рекомендованы к утверждению Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

3. Методические указания утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой.

4. Введены впервые.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Включенные в сборник 10 методических указаний по определению химических соединений в биологических средах предназначены для использования в химико-аналитических исследованиях при проведении биомониторинга состояния здоровья населения, для практического использования в рамках социально-гигиенического мониторинга на территориях с высокой антропогенной нагрузкой, а также могут быть использованы для диагностических целей в рамках осуществления государственного санитарного надзора, контроля, экспертизы, расследований. Методические указания предназначены для специалистов химико-аналитических лабораторий системы Роспотребнадзора, научно-исследовательских институтов, работающих в области экологии человека, гигиены окружающей среды и защиты прав потребителей.

Методические указания, включенные в сборник, разработаны и подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563-96 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений», ГОСТ Р 1.5-92 «ГСС. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов», МИ 2335-95 «Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа», МИ 2336-95 «Характеристики погрешности результатов количественного химического анализа. Алгоритм оценивания».

Все методики измерения прошли метрологическую аттестацию в соответствии с правилами ПР 50.2.002-94 «ГСИ. Порядок осуществления государственного метрологического надзора за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами и соблюдением метрологических правил и норм».

В методических указаниях, включенных в сборник, приведены методы определения 15 органических соединений и 15 тяжелых металлов и элементов в биологических средах, в том числе 9 веществ и 15 элементов - в крови, 3 вещества и 12 элементов - в моче и 5 веществ - в молоке. Определение токсичных веществ и элементов основано на использовании современных высокочувствительных методов физико-химического анализа - капиллярной газовой хроматографии и газохроматографическом анализе равновесного пара, высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.

Методические указания одобрены и рекомендованы к утверждению Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека и утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека - Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации.

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Измерение массовых концентраций
N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламин,
N-нитрозодиэтиламин) в моче методом
капиллярной газовой хроматографии

Свидетельство о метрологической аттестации № 88-16374-241-01.00076-2012 от 26.11.2013.

1. Назначение и область применения

1.1. Настоящие методические указания устанавливают порядок применения метода капиллярной газовой хроматографии для измерения массовой концентрации N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин) в пробах мочи в диапазоне концентраций для N-нитрозодиметиламина от 0,02 до 0,6 мг/дм³ и для N-нитрозодиэтиламина от 0,01 до 0,6 мг/дм³.

1.2. Методические указания по измерению массовой концентрации N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин) в пробах мочи предназначены для использования в санитарно-гигиенических, экологических, лечебных и научных организациях, осуществляющих деятельность в области профпатологии и экологии человека.

1.3. Методические указания носят рекомендательный характер.

2. Физико-химические и токсикологические свойства

N-нитрозоамины малоустойчивые вещества, стабильны только при температурах ниже 0 °С, являются жидкими или твёрдыми веществами жёлтого цвета.

N-нитрозоамины являются высокотоксичными соединениями. При попадании в организм поражают печень, вызывают кровоизлияния. Большая часть N-нитрозосоединений обладает сильным канцерогенным действием даже при однократном действии, проявляют мутагенные свойства.

N-нитрозодиметиламин

N-нитрозодиэтиламин

3. Метрологические характеристики методики
выполнения измерений

При соблюдении всех регламентированных условий и проведения анализа в точном соответствии с данной методикой значения погрешности (и ее составляющих) результатов измерений не превышают значений, приведённых в табл. 1.

Таблица 1

Диапазон измерений, значения точности
(правильности и прецизионности) методики

Значения показателя точности используют:

- при оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;

- при оценке деятельности лабораторий на качество проведения измерений;

- при оценке возможности использования результатов измерений при реализации методики измерений в конкретной лаборатории.

4. Метод измерения

Выполнение измерений массовой концентрации N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин) в пробе мочи проводят методом капиллярной газовой хроматографии с термоионным детектором. Извлечение и концентрирование N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин) из проб мочи проводят методом анализа равновесной паровой фазы путем нагревания объекта.

Определению не мешают углеводороды, спирты. Длительность измерений - 30 мин.

5. Средства измерений, вспомогательные устройства,
материалы и реактивы

5.1. Средства измерений

Примечание. Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.

5.2. Реактивы

Примечание. Допускается использование реактивов с более высокой квалификацией.

5.3. Вспомогательные устройства и материалы

Примечание. Допускается использование других вспомогательных устройств и материалов аналогичного назначения, технические характеристики которых не уступают указанным.

6. Требования безопасности и охраны окружающей среды

6.1. При выполнении работ необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76.

6.2. Помещение лаборатории должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией и соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

6.3. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ Р 12.1.019-09 и инструкцией по эксплуатации прибора.

6.4. При работе с сосудами, работающими под давлением, необходимо соблюдать правила их устройства и безопасной эксплуатации в соответствии с ПБ 03-576-03.

6.5. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать допустимых значений по ГОСТ 12.1.005-88, ПДК (ОБУВ), установленных ГН 2.2.5.1313-03 и 2.2.5.2308-07.

6.6. Организуют обучение работающих безопасности труда по ГОСТ 12.0.004-90.

6.7. При работе с биологическими средами соблюдают санитарно-эпидемиологические правила СП 1.3.2322-08.

7. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются специалисты, имеющие квалификацию не ниже инженера-химика и опыт работы в химической лаборатории, прошедшие обучение и владеющие техникой проведения работ на газовом хроматографе.

8. Условия измерений

При выполнении измерений в лаборатории соблюдают следующие условия:

- температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;

- атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (630 - 800 мм рт. ст.);

- относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;

- напряжение в сети (220 ± 10) В;

- частота переменного тока (50 ± 10) Гц.

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

9. Подготовка к выполнению измерений

При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы:

- подготовка стеклянной посуды;

- подготовка хроматографической системы;

- приготовление растворов для градуировки;

- построение градуировочной характеристики;

- отбор проб.

9.1. Подготовка посуды

В термостойкий стакан вместимостью 1 дм³ помещают 25 г калия двухромовокислого, осторожно приливают по палочке частями, тщательно перемешивая, 1 дм³ концентрированной серной кислоты.

Используемую посуду необходимо замочить в свежеприготовленном 3 %-м растворе калия двухромовокислого в серной кислоте, промыть проточной водопроводной водой, ополоснуть дистиллированной водой и высушить в сушильном шкафу при температуре 105 °С.

9.2. Подготовка хроматографической системы

Подготовку хроматографа к работе осуществляют в соответствии с инструкцией по эксплуатации хроматографа.

9.2.1. Подготовка хроматографической колонки

Хроматографическую колонку перед эксплуатацией устанавливают в хроматограф и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 4 см³/мин при температуре 240 °С в течение 2 ч. После охлаждения колонку подключают к детектору и проверяют стабильность нулевой линии при рабочей температуре термостата колонок. При отсутствии мешающих влияний колонка готова к работе.

9.2.2. Условия хроматографирования

Устанавливают режим работы газового хроматографа в соответствии со следующими условиями:

- температурный режим термостата колонки: 50 °С, подъём со скоростью 10 °С/мин до 200 °С;

- режим испарителя: температура 200 °С; деление потока: 1:14,3;

- режим детектора: температура 320 °С;

- режим расхода газа-носителя (азота): 20 см³/мин;

- время удерживания:

°N-нитрозодиметиламин: (7,9 ± 0,05) мин;

°N-нитрозодиэтиламин: (10,5 ± 0,02) мин.

Записывают нулевую линию при установленных режимных параметрах. При отсутствии флуктуаций приступают к работе.

9.3. Приготовление растворов для градуировки

9.3.1. Приготовление исходного раствора

В мерную пробирку объемом 10 см³ дозатором добавляют бидистиллированную воду в объеме 10 см³, вводят микрошприцем по 2 мм³ N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин) и тщательно перемешивают. Весовое содержание компонентов в исходном растворе составляет (с учетом плотности и содержания основного вещества): N-нитрозодиметиламин - 0,2 мг/см³, N-нитрозодиэтиламин - 0,19 мг/см³. Срок хранения раствора 12 ч.

9.3.2. Приготовление градуировочных растворов

Градуировочные растворы N-нитрозоаминов готовят в мерных пробирках объемом 10 см³. Для этого в каждую пробирку дозатором вносят по 10 см³ бидистиллированной воды и добавляют исходный раствор для градуировки в соответствии с табл. 2, добавляют 8 г сульфата натрия кристаллизационного и тщательно перемешивают.

Таблица 2

Растворы для установления градуировочной характеристики

9.4. Построение градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади хроматографического пика (Гц⋅с) от массовой концентрации N-нитрозоаминов (мг/дм³) в моче, устанавливают по 7 сериям измерений по 5 концентрациям каждого вещества в каждой серии для каждого диапазона в соответствии с табл. 2.

Во флакон из-под пенициллина помещают по 5 см³ образца мочи (N-нитрозоамины в исходной пробе мочи отсутствуют), добавляют градуировочный раствор (табл. 2) и 8 г сульфата натрия кристаллизационного, флакон закрывают резиновой пробкой, зажимают алюминиевым колпачком и ставят в термостат дозатора равновесного пара (ДРП). По истечении 20 мин термостатирования вещества, находящиеся в равновесной паровой фазе, переносятся из флакона в дозирующую петлю крана-дозатора и затем через испаритель попадают в хроматографическую колонку.

Процедуру повторяют аналогично для каждого градуировочного раствора. На полученной хроматограмме вычисляют площади пиков определяемого компонента и по средним результатам из 5 серий строят градуировочную характеристику.

Градуировку проводят 1 раз в месяц и при смене реактивов.

9.5. Контроль стабильности градуировочной характеристики

Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят 1 раз в квартал в анализируемой серии измерений. Образцами для контроля стабильности являются градуировочные растворы, выбранные таким образом, чтобы массовая концентрация N-нитрозоаминов соответствовала нижней, верхней границам и середине диапазона построения градуировочной характеристики. Градуировка признается стабильной при выполнении условия:

С - заданная массовая концентрация N-нитрозоаминов в градуировочном растворе;

C_m - результат измерения массовой концентрации N-нитрозоаминов в образце для градуировки.

При невыполнении условия стабильности градуировочной характеристики эксперимент повторяют с другим градуировочным раствором. При повторном невыполнении условия стабильности градуировочной характеристики выясняют и устраняют причины нестабильности градуировочной характеристики.

9.6. Отбор проб

Отбор проб мочи объемом не менее 10 см³ производят в чистый сухой флакон. Анализ мочи необходимо проводить сразу или хранить в холодильнике не более 12 ч после отбора пробы.

10. Выполнение измерений

В два флакона из-под пенициллина помещают по 5 см³ мочи и добавляют по 8 г сульфата натрия кристаллизационного, флакон закрывают резиновой пробкой, зажимают алюминиевым колпачком и ставят в термостат дозатора равновесного пара (ДРП). По истечении 20 мин термостатирования вещества, находящиеся в равновесной паровой фазе, переносятся из флакона в дозирующую петлю крана-дозатора и затем через испаритель попадают в хроматографическую колонку. Процедуру повторяют аналогично для второго образца и проводят выполнение измерений двух параллельных проб мочи. Условия выполнения измерений аналогичны условиям при установлении градуировочной характеристики (п. 9.2.2).

11. Обработка результатов измерений

11.1. На хроматограмме рассчитывают площадь пика и по градуировочной характеристике определяют массовую концентрацию N-нитрозоаминов в моче.

11.2. За окончательный результат измерения принимают среднее арифметическое значение двух результатов измерений, полученных в условиях повторяемости С₁, С₂ (параллельных определений), для которых выполняется условие:

r - предел повторяемости. Значения предела повторяемости приведены в табл. 3.

При невыполнении условия (2) получают дополнительно еще два результата измерений. За результат измерений принимают среднее арифметическое четырех результатов измерений (С₁, С₂, С₃, С₄), полученных в условиях повторяемости, для которых выполняется условие:

CR_0,95 (4) - критический диапазон. Значения критического диапазона приведены в табл. 4;

С_mах,4 - наибольший результат измерений, полученный в условиях повторяемости;

C_min,4 - наименьший результат измерений, полученный в условиях повторяемости.

При невыполнении условия (3) в качестве окончательного результата измерений принимают медиану четырех результатов измерений, полученных в условиях повторяемости (параллельных определений). Дополнительно выявляют и устраняют причины, приводящие к невыполнению условий (2) и (3).

Таблица 3

Значения пределов повторяемости, воспроизводимости и критического
диапазона при доверительной вероятности Р = 0,95

12. Оформление результатов измерений

Результат измерений представляют в виде  мг/дм³, где  - результат измерений, полученный в соответствии с процедурами раздела 9.4, мг/дм³;

Δ - характеристика погрешности, мг/дм³ при Р = 0,95, значение Δ рассчитывают по формуле:

где значение δ - относительное значение характеристики погрешности измерений массовой концентрации N-нитрозодиметиламина и N-нитрозодиэтиламина, % (табл. 1).

13. Контроль качества результатов измерений

13.1. Достоверность измерений в пределах лаборатории обеспечивают путем проведения проверки приемлемости результатов измерений, получаемых в условиях повторяемости, промежуточной прецизионности, воспроизводимости, оперативного контроля процедуры измерений и контроля стабильности результатов измерений в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-6.

13.2. Проверка приемлемости результатов измерений, получаемых в условиях внутрилабораторной прецизионности.

Образцами для проверки приемлемости результатов измерений, получаемых в условиях внутрилабораторной прецизионности, являются образцы мочи с внесенными в них добавками аттестованных растворов N-нитрозоаминов, подготовленных в соответствии с п. 9.3.2.

Проверку приемлемости результатов измерений, получаемых в условиях внутрилабораторной прецизионности (в пределах одной лаборатории, разными операторами, в разное время), проводят по результатам измерений массовых концентраций N-нитрозоаминов в образцах мочи с одинаковым содержанием N-нитрозоаминов.

Результаты измерений признают приемлемыми при выполнении условия:

С₁ и С₂ - результаты измерений массовых концентраций N-нитрозоаминов, полученные в условиях внутрилабораторной прецизионности, т.е. в одной лаборатории в разное время, разными операторами;

R_л - предел внутрилабораторной прецизионности, значения предела внутрилабораторной прецизионности при доверительной вероятности Р = 0,95 приведены в табл. 4.

Таблица 4

Если условие (4) не выполняется, процедуру повторяют. При повторном превышении предела повторяемости выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

13.3. Оперативный контроль процедуры измерений с использованием метода добавок.

Оперативный контроль процедуры измерений с использованием метода добавок проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры К_к с нормативом контроля К.

Результат контрольной процедуры К_к рассчитывают по формуле:

 - результат измерений массовой концентрации N-нитрозоамина в пробе с известной добавкой - среднее арифметическое двух результатов измерений, полученных в условиях повторяемости, расхождение между которыми удовлетворяет условию (2);

 - результат измерений массовой концентрации N-нитрозоамина в исходной пробе - среднее арифметическое двух результатов измерений, полученных в условиях повторяемости, расхождение между которыми удовлетворяет условию (2);

С_д - величина добавки.

В качестве добавки используют растворы N-нитрозоамина, приготовленные по п. 9.3.2.

Норматив контроля К рассчитывают по формуле:

 - значения характеристики погрешности результатов измерений, установленные в лаборатории при реализации методики, соответствующие массовой концентрации N-нитрозоамина в пробе с известной добавкой и в исходной пробе соответственно.

Примечание. Допустимо характеристику погрешности результатов измерений при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения Δ_л = 0,84⋅Δ с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов измерений.

Процедуру измерений признают удовлетворительной при выполнении условия:

При невыполнении условия (7) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (7) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

13.4. Оперативный контроль процедуры измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполняемых измерений приводят в документах лаборатории, устанавливающих порядок и содержание работ по организации методов контроля стабильности результатов измерений в пределах лаборатории.

Список нормативно-технических документов

1. ГОСТ Р ИСО 5725-6-02 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике».

2. ГОСТ Р 51652-2000 «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия».

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 12.1.007-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».

6. ГОСТ 12.1.019-09 «ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты».

7. ГОСТ 12.4.009-83 «ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание».

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

9. ГОСТ 3022-80 «Водород технический. Технические условия».

10. ГОСТ 4220-75 «Реактивы. Калий двухромовокислый. Технические условия».

11. ГОСТ 21458-75 «Сульфат натрия кристаллизационный. Технические условия».

12. ГОСТ 7328-01 «Гири. Общие технические условия».

13. ГОСТ 9293-74 «Азот газообразный и жидкий. Технические условия».

14. ГОСТ 12026-76 «Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия».

15. ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнение для различных климатических районов, категории. Условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».

16. ГОСТ 24104-2001 «Весы лабораторные. Общие технические требования».

17. ГОСТ 28311-89 «Дозаторы медицинские лабораторные. Общие технические требования и методы испытаний».

18. ГОСТ 28498-90 «Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний».

19. ГОСТ 29227-91 «Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования».

20. ГОСТ 52501-05 «Вода для лабораторного анализа. Технические условия».

21. СП 1.3.2322-08 «Безопасность работы с микроорганизмами III - IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней».

22. ТУ 25-11.1592-81 «Бидистиллятор стеклянный БС».

23. ТУ 25-11.1630-84 «Шкаф вытяжной химический».

Примечание. При использовании настоящей методики измерений целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории Российской Федерации по соответствующему указателю стандартов, составленному на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящей методикой измерений следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Методические указания разработаны Федеральным бюджетным учреждением науки ФНЦ «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» (авторы: Т.С. Уланова, Н.В. Зайцева, Т.В. Нурисламова, Н.А. Попова, О.А. Мальцева, Г.И. Терентьев).