Методические указания МУК 4.1.3840-23 "Методика измерений массовой концентрации 3-метилбутановой кислоты (изовалериановая кислота, 3-метилмасляная кислота, 1-изобутанкарбоновая кислота, изопропилуксусная кислота) в воздухе рабочей зоны методом спектрофотометрии" (утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 18 января 2023 г.)

Методические указания МУК 4.1.3840-23
"Методика измерений массовой концентрации 3-метилбутановой кислоты (изовалериановая кислота, 3-метилмасляная кислота, 1-изобутанкарбоновая кислота, изопропилуксусная кислота) в воздухе рабочей зоны методом спектрофотометрии"
(утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 18 января 2023 г.)

взамен МУК 4.1.1546-03

Свидетельство о государственной метрологической аттестации N 205-22/RA.RU.311787/2019.

I. Общие положения и область применения

1.1. Настоящие методические указания (далее - МУК) устанавливают порядок применения спектрофотометрического метода для измерений массовой концентрации изовалериановой кислоты в воздухе рабочей зоны в диапазоне массовых концентраций 1,00 - 60 мг/м ³.

1.2. МУК предназначены для органов и организаций Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, а также могут быть использованы организациями, осуществляющими исследования в области качества и безопасности воздуха рабочей зоны по измерению массовых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

1.3. МУК носят рекомендательный характер.

II. Физико-химические и токсикологические свойства

2.1. Физико-химические свойства изовалериановой кислоты.

Эмпирическая формула: С ₅Н ₁₀О ₂.

Молекулярная масса: 102,132.

Регистрационный номер CAS: 503-74-2.

Изовалериановая кислота - бесцветная жидкость с неприятным запахом, температура плавления: минус 29,3 °C, температура кипения: плюс 176,50 °C, плотность: 0,9286 г/см ³. Изовалериановая кислота умеренно растворима в воде (25 мг/см ³), хорошо растворима в этиловом спирте, диэтиловом эфире, хлороформе.

Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.2. Токсикологическая характеристика изовалериановой кислоты:

- обладает общетоксическим и выраженным кожно-резорбтивным действием, раздражает слизистые оболочки.

III. Метрологические характеристики

3.1. При соблюдении всех регламентированных условий и проведении анализа в точном соответствии с данной методикой при выполнении измерений массовой концентрации изовалериановой кислоты метрологические характеристики не превышают значений, представленных в табл. 1 (при доверительной вероятности Р = 0,95).

Таблица 1

Метрологические характеристики методики

Диапазон измерений массовой концентрации изовалериановой кислоты, мг/м 3	Показатель точности (границы относительной погрешности), , %, при Р = 0,95	Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости),  r, %	Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости),  R, %	Предел повторяемости, r, %, Р = 0,95, n = 2	Критическая разность для результатов анализа, полученных в двух лабораториях, CD 0,95, % (n 1 = n 2 = 2)
От 1,0 до 60 вкл.	15	2	4	5,5	10

IV. Метод измерений

4.1. Измерение массовой концентрации изовалериановой кислоты выполняют методом спектрофотометрии. Метод основан на взаимодействии изовалериановой кислоты с аммонием ванадиево-кислым мета и измерении относительной оптической плотности полученных растворов.

Измерение проводят при длине волны 380 нм.

Отбор проб проводят с концентрированием на силикагель.

Минимально определяемое содержание изовалериановой кислоты в анализируемом объеме пробы - 6 мкг.

Нижний предел измерений массовой концентрации изовалериановой кислоты в воздухе - 1,0 мг/м ³ (при отборе 12 дм ³ воздуха).

Метод специфичен в условиях производства лекарственных препаратов. Измерению не мешают: спирт этиловый, спирт изопропиловый, ацетон, аммиак.

V. Средства измерений, реактивы, вспомогательные устройства и материалы

5.1. Средства измерений

Спектрофотометр. Диапазон измерений (54000 - 11000) см -1, воспроизводимость волновых чисел ( 1,5) %
Весы лабораторные с наибольшим пределом взвешивания 200 г, диапазон взвешивания по шкале 1 - 100 мг, цена деления шкалы 1 мг, погрешность взвешивания по шкале 0,2 мг	ГОСТ OIML R 76-1
Аспирационное устройство двухканальное с диапазоном расхода 0,5 - 5,0 дм 3/мин и пределом допустимой погрешности 5 %	ТУ 4215-000-11696625
Колбы мерные, 2-25-2, 2, 2-50-2, 2-100-2	ГОСТ 1770
Пипетки 1-1-2-1, 1-1-2-5, 1-2-2-10	ГОСТ 29227
Пробирки мерные с пришлифованными пробками, П-2-10-14/23 ХС	ГОСТ 1770
Стаканы химические, вместимостью 100 см 3	ГОСТ 25336
Коническая колба вместимостью 100 см 3	ГОСТ 25336
Термометр лабораторный ТЛ-31-А, предел измерений 0 - 100 °C	ГОСТ 28498
Секундомер	ГОСТ 5072

Примечание. Допускается использование средств измерений с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.

5.2. Реактивы

Изовалериановая кислота с содержанием основного вещества 98,0 %	ТУ 2431-025-00151688
Силикагель L 100/250 мкм для хроматографии
Аммоний ванадиево-кислый мета, чистый для анализа, с содержанием основного вещества не менее 99,5 %	ГОСТ 9336
Вода дистиллированная	ГОСТ Р 58144

Примечание. Допускается использование реактивов с более высокой квалификацией.

5.3. Вспомогательные устройства и материалы

Стеклянная пробоотборная трубка (8 см х 0,6 см)
Палочки стеклянные	ГОСТ 25336
Воронки химические	ГОСТ 25336
Кюветы кварцевые с толщиной оптического слоя 10 мм
Стекловолокно	ГОСТ 10146
Эксикатор 1-100	ГОСТ 25336
Шкаф сушильный	ТУ 61-1-721

Примечание. Допускается использование оборудования, вспомогательных устройств и материалов с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.

VI. Требования безопасности

6.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.007, ГОСТ 12.1.005.

6.2. При проведении анализов горючих и вредных веществ должны соблюдаться требования противопожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004. Должны быть в наличии средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. Необходимо провести обучение работающих правилам безопасности труда согласно ГОСТ 12.0.004.

6.3. При выполнении измерений с использованием спектрофотометра соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019 и инструкцией по эксплуатации прибора.

6.4. Помещение лаборатории должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать гигиенических нормативов ⁵.

ГАРАНТ:

Нумерация сноски приводится в соответствии с источником

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

⁵Таблицы 2.1 и 2.2 СанПин 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и/или безвредности для человека факторов среды обитания", утвержденных постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.01.2021 N 2 (зарегистрировано в Минюсте России 29.01.2021 регистрационный N 62296).

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

VII. Квалификация оператора

7.1. Измерения в соответствии с настоящей методикой может выполнять специалист, имеющий опыт работы на спектрофотометре, освоивший данную методику и подтвердивший экспериментально соответствие получаемых результатов нормативам контроля погрешности измерений.

VIII. Условия измерений

8.1. Условия приготовления растворов и подготовки проб к анализу:

- температура воздуха плюс	(20 5) °C;
- атмосферное давление	(84 - 106) кПа;
- относительная влажность воздуха, не более	80 %.

8.2. Выполнение измерений на спектрофотометре проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

IX. Подготовка к выполнению измерений

9.1. Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка силикагеля, поглотителей (сорбционные трубки с силикагелем), подготовка спектрофотометра, установление градуировочной характеристики, отбор проб воздуха.

Приготовление растворов

9.2. Приготовление основного раствора изовалериановой кислоты: основной раствор изовалериановой кислоты готовят следующим образом: в мерную колбу вместимостью 25 см ³ пипеткой вместимостью 5 см ³ наливают 5 см ³ дистиллированной воды и взвешивают. С помощью пипетки вместимостью 1 см ³ добавляют 2 - 3 капли изовалериановой кислоты, закрывают мерную колбу пробкой и снова взвешивают. Затем содержимое колбы доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. По разности двух взвешиваний определяют навеску изовалериановой кислоты. Рассчитывают массовую концентрацию полученного раствора X, мг/см ³, по формуле:

, где

m - навеска изовалериановой кислоты, г;

10 ³ - коэффициент пересчета с г в мг;

К - 0,98 (массовая доля основного вещества в представленном образце изовалериановой кислоты 98,0 %);

V - вместимость мерной колбы, см ³.

Срок хранения раствора 2 недели при температуре от плюс 2 до плюс 8 °C.

9.3. Приготовление рабочего раствора изовалериановой кислоты N 1 с массовой концентрацией 480 мкг/см ³: рабочий раствор изовалериановой кислоты N 1 с массовой концентрацией 480 мкг/см ³ готовят соответствующим разбавлением основного раствора изовалериановой кислоты дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 см ³.

Объем основного раствора изовалериановой кислоты (V, см ³), необходимый для приготовления рабочего раствора изовалериановой кислоты N 1, рассчитывают по формуле:

, где

С - рабочий раствор изовалериановой кислоты N 1 с массовой концентрацией 480 мкг/см ³;

X - массовая концентрация изовалериановой кислоты в основном растворе, мкг/см ³;

V _к - объем мерной колбы, V _к = 100 см ³.

Срок хранения раствора трое суток при температуре от плюс 2 до плюс 8 °C.

9.4. Приготовление рабочего раствора изовалериановой кислоты N 2 с массовой концентрацией 60 мкг/см ³: рабочий раствор изовалериановой кислоты N 1 с массовой концентрацией 60 мкг/см ³ готовят разбавлением 12,5 см ³ рабочего раствора изовалериановой кислоты N 1 с массовой концентрацией 480 мкг/см ³ дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 см ³. Срок хранения раствора трое суток при температуре от плюс 2 до плюс 8 °C.

9.5. Приготовление 1 %-го раствора аммония ванадиево-кислого мета: навеску аммония ванадиево-кислого мета в количестве 1,0 г помещают в мерную колбу вместимостью 100 см ³ и растворяют в дистиллированной воде, раствор отстаивают в течение 12 часов и осторожно декантируют в коническую колбу с притертой пробкой вместимостью 100 см ³. Применяют отстоявшийся прозрачный раствор. Срок хранения раствора 2 недели.

9.6. Подготовка силикагеля: силикагель в количестве 20 - 25 см ³ помещают в химический стакан, вместимостью 100 см ³, обрабатывают дистиллированной водой при температуре плюс 60 - 80 °C, периодически помешивая стеклянной палочкой. Воду меняют до тех пор, пока последняя порция не будет бесцветной при добавлении 1 см ³ 1 %-го раствора аммония ванадиево-кислого мета к 3 см ³ промывной воды. Затем силикагель сушат в сушильном шкафу при температуре плюс 105 °C до сыпучего состояния и активируют при температуре плюс 200 - 250 °C в течение 30 минут.

Подготовленный силикагель хранят в бюксах с пришлифованной крышкой в эксикаторе. Срок хранения 1 неделя.

9.7. Подготовка сорбционных трубок: чистую стеклянную трубку на расстоянии 1 см от края трубки закрывают с одного конца тампоном из стекловолокна, устанавливают ее вертикально, закрепляя в штативе, и через другой конец с помощью воронки заполняют на высоту 6 см подготовленным силикагелем (п. 9.6), периодически осторожно постукивая по ее стенкам деревянной палочкой. Когда сорбент уплотнится, вставляют в свободный (верхний) конец трубки другой тампон из стекловолокна, после чего трубка считается готовой к отбору проб. Оба конца трубок герметично закрывают силиконовыми заглушками.

Срок хранения подготовленных к отбору проб трубок 1 неделя в эксикаторе.

Подготовка спектрофотометра

9.8. Подготовку спектрофотометра проводят в соответствии с руководством по его эксплуатации.

Установление градуировочной характеристики

9.9. Градуировочную характеристику, выражающую зависимость относительной оптической плотности раствора от содержания изовалериановой кислоты в анализируемом объеме градуировочных растворов, устанавливают по шести сериям измерений по семи концентрациям вещества в каждой серии и контрольного раствора N 0 согласно табл. 2.

Таблица 2

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении изовалериановой кислоты

Номер градуировочного раствора	Объем рабочего раствора N 1 с концентрацией изовалериановой кислоты 480 мкг/см 3, см 3	Объем рабочего раствора N 2 с концентрацией изовалериановой кислоты 60 мкг/см 3, см 3	Объем дистиллированной воды, см 3	Содержание изовалериановой кислоты на силикагеле, мкг	Массовая концентрация изовалериановой кислоты в градуировочном растворе, мкг/см 3	Содержание изовалериановой кислоты в анализируемом объеме раствора, мкг
0 *	0,0	0,0	6,0	0,0	0,0	0,0
1	0,0	0,2	5,8	12,0	2,0	6,0
2	0,0	0,4	5,6	24,0	4,0	12,0
3	0,0	1,0	5,0	60,0	10,0	30,0
4	0,0	2,0	4,0	120,0	20,0	60,0
5	0,5	0,0	5,5	240,0	40,0	120,0
6	1,0	0,0	5,0	480,0	80,0	240,0
7	1,5	0,0	4,5	720,0	120,0	360,0
Примечание: * - контрольный раствор. Градуировочные растворы устойчивы 30 минут.

В мерные пробирки вместимостью 10 см ³, при помощи конической воронки насыпают по 1,7 см ³ подготовленного силикагеля. Пипеткой вместимостью 1 см ³ и 2 см ³ наносят на силикагель рабочий раствор изовалериановой кислоты N 1 с массовой концентрацией 480 мкг/см ³ и рабочий раствор изовалериановой кислоты N 2 с массовой концентрацией 60 мкг/см ³ в соответствии с табл. 2 и сразу закрывают пробирки пробками. Затем в мерные пробирки с помощью пипетки вместимостью 10 см ³ добавляют дистиллированной воды до объема 6 см ³ в соответствии с табл. 2, закрывают пробками и оставляют на 30 минут, периодически встряхивая. Затем из каждой пробирки из отстоявшегося над силикагелем слоя жидкости пипеткой вместимостью 5 см ³ отбирают по 3 см ³ полученного раствора, переносят в мерные пробирки вместимостью 10 см ³ и с помощью пипетки вместимостью 1 см ³ добавляют по 1 см ³ 1 % раствора аммония ванадиево-кислого мета. Содержимое пробирок перемешивают и через 15 минут измеряют относительную оптическую плотность полученных растворов. Градуировочные растворы устойчивы в течение 30 минут.

Аналогично обрабатывается чистый силикагель (контрольный раствор N 0, табл. 2).

Относительную оптическую плотность полученных градуировочных растворов измеряют в кювете с толщиной поглощающего слоя 10 мм при длине волны 380 нм по отношению к контрольному раствору, не содержащему изовалериановой кислоты (табл. 2, раствор N 0).

Строят градуировочную характеристику: на ось ординат наносят средние значения относительных оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс - соответствующие им величины содержания изовалериановой кислоты (а, мкг).

Устанавливают содержание изовалериановой кислоты (а, мкг), в анализируемом объеме пробы по градуировочной характеристике (п. 9.9).

Контроль стабильности градуировочной характеристики

9.10. Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят не реже 1 раза в три месяца, а также при смене реактивов или изменении условий анализа (после ремонта и поверки прибора). Стабильность результатов измерений контролируют перед проведением измерений, анализируя один из градуировочных растворов. Один раз в год градуировочную характеристику устанавливают заново.

Для контроля стабильности используют вновь приготовленные градуировочные растворы с массовой концентрацией изовалериановой кислоты по п. 9.9 (соответствующих началу, середине и концу диапазона измерений) и анализируют в точном соответствии с методикой.

Градуировочную характеристику считают стабильной, если для каждого контрольного образца выполняется условие:

, где

(1)

D _изм, D _гр - значение относительной оптической плотности изовалериановой кислоты в образце для контроля, измеренное и найденное по градуировочной характеристике;

К _гр - норматив контроля, К _гр = 0,5·,

где: - границы относительной погрешности, % (табл. 1).

Если условие стабильности не выполняется только для одного образца, то выполняют повторное измерение относительной оптической плотности этого образца с целью исключения результата, содержащего грубую ошибку.

Если градуировочная характеристика не стабильна, условие (1) не выполняется для двух или более образцов градуировочных растворов, выясняют причины нестабильности и повторяют контроль стабильности с использованием других образцов (табл. 2) для установления градуировочной характеристики, предусмотренных методикой). При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики ее устанавливают заново.

Отбор проб воздуха

9.11. Отбор проб проводят в соответствии с ГОСТ 12.1.005 и приложением 9 к Р 2.2.2006-05.

Одновременно отбирают две пробы. При отборе проб фиксируется температура воздуха и атмосферное давление.

Воздух с объемным расходом 1 дм ³/мин аспирируют через стеклянную пробоотборную трубку, заполненную мелкопористым силикагелем с высотой слоя 6 см.

После отбора проб трубки герметизируют силиконовыми заглушками.

Для определения массовой концентрации изовалериановой кислоты на уровне 1,0 мг/м ³ отбирают не менее 12 дм ³ воздуха в течение 12 минут. Срок хранения отобранных проб 1 сутки при температуре от плюс 2 до плюс 8 °C в герметичной таре.

X. Выполнение измерения

10.1. Силикагель с отобранной пробой переносят в мерную пробирку, вместимостью 10 см ³, с помощью пипетки вместимостью 10 см ³ приливают 6 см ³ дистиллированной воды и оставляют на 30 минут, периодически встряхивая. Из отстоявшегося над силикагелем слоя жидкости с помощью пипетки вместимостью 5 см ³ отбирают 3 см ³ полученного раствора, переносят в мерную пробирку вместимостью 10 см ³ и обрабатывают аналогично градуировочным растворам.

Относительную оптическую плотность анализируемой пробы измеряют в кювете с толщиной поглощающего слоя 10 мм при длине волны 380 нм по отношению к контрольному раствору N 0 (табл. 2), полученному при обработке чистого силикагеля.

Устанавливают содержание изовалериановой кислоты (а, мкг), в анализируемом объеме пробы по градуировочной характеристике (п. 9.9).

Выполняют 2 параллельных определения.

XI. Вычисление результатов измерений

11.1. Массовую концентрацию изовалериановой кислоты в воздухе рабочей зоны С, мг/м ³, вычисляют по формуле:

, где

(2)

а - содержание вещества в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочной характеристике, мкг;

В - общий объем раствора пробы, см ³;

б - анализируемый объем раствора пробы, см ³;

V ₂₀ - объем воздуха, отобранный для анализа, приведенный к условиям в соответствии с ГОСТ 8.395 при температуре 293 °К (плюс 20 °C) и атмосферном давлении 101,33 кПа (760 мм. рт. ст.), дм ³ (Приложение 1 к настоящим методическим указаниям).

За результат измерений принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, если выполняется условие приемлемости:

, где

(3)

С ₁, С ₂ - результаты параллельных определений массовой концентрации изовалериановой кислоты в воздухе рабочей зоны, мг/м ³;

r - значение предела повторяемости, % (табл. 1).

Если условие (3) не выполняется, выясняют причины превышения предела повторяемости, устраняют их и повторяют выполнение измерений в соответствии с требованиями методики измерений.

XII. Оформление результатов измерений

12.1. Результат количественного химического анализа представляют в виде:

, при Р = 0,95, где

- среднее арифметическое значение результатов и определений, признанных приемлемыми, мг/м ³;

- границы относительной погрешности измерений, % (табл. 1).

Если полученный результат измерений ниже нижней (выше верхней) границы диапазона измерений, то производят следующую запись в журнале: "массовая концентрация изовалериановой кислоты менее 1,0 мг/м ³ (более 60,0 мг/м ³)".

XIII. Контроль результатов измерений

13.1. Проверку приемлемости результатов измерений в условиях воспроизводимости проводят:

а) при возникновении спорных ситуаций между двумя лабораториями;

б) при проверке совместимости результатов измерений, полученных при сравнительных испытаниях (при проведении аккредитации лабораторий и инспекционного контроля).

Для проведения проверки приемлемости результатов измерений в условиях воспроизводимости каждая лаборатория использует пробы, оставленные на хранение.

Приемлемость результатов измерений, полученных в двух лабораториях оценивают сравнением разности этих результатов с критической разностью CD _0,95 по формуле:

, где

(4)

C _ср1, C _ср2 - средние значения массовой концентрации изовалериановой кислоты, полученные в первой и второй лабораториях, мг/м ³;

CD _0,95 - значение критической разности, % (табл. 1).

Если критическая разность не превышена, то приемлемы оба результата измерений, проводимых двумя лабораториями, и в качестве окончательного результата используют их среднеарифметическое значение. Если критическая разность превышена, то выполняют процедуры, изложенные в п. 5.3.3 ГОСТ Р ИСО 5725-6.

При разногласиях руководствуются п. 5.3.4, ГОСТ Р ИСО 5725-6.

Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории

13.2. Контроль качества результатов измерений в лаборатории при реализации методики осуществляют по ГОСТ Р ИСО 5725-6, используя контроль стабильности среднеквадратического (стандартного) отклонения повторяемости п. 6.2.2 ГОСТ Р ИСО 5725-6 и показатель правильности по п. 6.2.4 ГОСТ Р ИСО 5725-6.

Рекомендуется устанавливать контролируемый период так, чтобы количество результатов контрольных измерений было от 20 до 30.

При неудовлетворительных результатах контроля, например, при превышении предела действия или регулярном превышении предела предупреждения, выясняют причины этих отклонений, в том числе проводят смену реактивов, проверяют работу оператора.