Методические указания МУК 4.1.2105-06 "Определение массовой концентрации марганца, свинца, магния в пробах волос методом атомно-абсорбционной спектрометрии" (утв. руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом РФ Г.Г. Онищенко от 9 августа 2006 г.)

Марганец (Мn)

Атомная масса 54,94

Марганец - серебристо-белый металл, - 1245°С, - 2080°С, плотность - 7,44 . Медленно реагирует с холодной водой. Взаимодействует с кислотами. Относится ко 2 классу опасности [1].

Свинец (РЬ)

Атомная масса 207,00

Свинец - мягкий серый металл, - 327,4°С, - 1744°С, плотность - 11,34 . В разбавленных кислотах практически не растворим. Растворяется в азотной кислоте, в мягкой воде, особенно хорошо в присутствии кислорода воздуха и углекислого газа. При нагревании непосредственно соединяется с кислородом воздуха, галогенами, серой, теллуром. Относится к 1 классу опасности [1].

Магний (Mg)

Атомная масса 24,32

Магний - легкий серебристо-белый металл, на воздухе покрывается пленкой окиси, - 651°С, - 1107°С, плотность - 1,737 , давление паров - 2,5 мм рт. ст. (651°С). Нижний предел взрывоопасной концентрации магниевой пыли в воздухе - 10 , - 520°С. При 70°С вступает в реакцию с водой с образованием и . Химически активен.

Хлорид магния - бесцветные кристаллы, - 708°С, - 1412°С, плотность - 2,316 , растворимость в воде 54,6/100 г (20°С).

Оксид магния - белый порошок, - 2640 - 2800°С, - 3600°С, плотность - 3,6-3,9 .

Легкая магнезия растворяется в кислотах, с водой образует .

Тяжелая магнезия кислотостойка, в воде практически нерастворима. Магний и его соединения относятся к 3 классу опасности [1].

2. Сущность метода

Методика основана на измерении содержания металлов в биологическом материале (волосы) после соответствующей подготовки проб биоматериала.

Определение марганца, свинца и магния методом атомно-абсорбционной спектрометрии основано на измерении величины поглощения света соответствующей длины волны исследуемого элемента в высокотемпературном пламени.

Для измерения используется величина поглощения с длиной волны соответствующей максимуму поглощения определяемого металла при прохождении через содержащий пары атомов металлов слой воздуха: марганца - 248,3 нм, свинца - 283,3 нм, магния - 285,2 нм.

Длительность анализа с учетом настройки прибора, построения градуировочных характеристик, выполнения пробоподготовки не менее 13 ч.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, растворы и реактивы

При выполнении анализов применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, растворы и реактивы или другие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы с характеристиками не хуже представленных.

3.1. Средства измерений

Атомно-абсорбционный спектрофотометр С115-М, 2.851.034-04ТО, Perkin Elmer 3110 либо спектрофотометры другого типа с характеристиками не хуже
Весы аналитические ВЛР-200	ГОСТ 24104-01
Меры массы	ГОСТ 7328-01
Колбы мерные емкостью 100, 200, 250, 500,
1 000 см3	ГОСТ 1770-74
Пипетки емкостью 1, 5, 10 см3	ГОСТ 29227-91
Государственные стандартные образцы:
марганец	ГСО 7266-96
свинец	ГСО 7252-96
магний	ГСО 7767-2000

3.2. Вспомогательные устройства

Редуктор ацетиленовый ДАП-1-65	ТУ 2605-463-76
Бидистиллятор стеклянный БС	ТУ 25-11.1592-81
Сушильный шкаф ШСС-80	ОСТ 16.0.801.397-87
Холодильник для хранения проб КШД-280/40
УХЛ4,2	ГОСТ 16317-87
Прибор для получения особо чистой воды "Водолей", ЖНЛК 2.015.000.000 РЭ
Муфельная печь, ПМ-1,0-7
Компрессор для получения сжатого воздуха марки "GAST", производства USA, с характеристиками давления 100 psi, 7 bar или другой компрессор с характеристиками не хуже представленного
Электроплитка с регулируемым диапазоном температуры типа ЭПТ 2-2,0/220	ГОСТ 14919-83
Пробирки с пришлифованными пробками П 4-5-14/23	ГОСТ 1770-74
Воронки диаметром 2 и 5 см	ГОСТ 1770-74
Тигли фарфоровые	ГОСТ 9147-80

3.3. Материалы

Баллон для ацетилена	ГОСТ 949-73
Фильтры обеззоленные, белая лента	ТУ 6-09-1678-95
Таблетки "Део-Хлор"	ТУ 9392-001-264333370-02
Моющее средство	ТУ 2381-034-04643752-04

3.4. Реактивы

Кислота азотная концентрированная, осч	ГОСТ 4461-77
Ацетилен	ГОСТ 19433-88
Перекись водорода	ГОСТ 177-88
Спирт этиловый, 95,6%	ГОСТ Р 51652-00
Эфир диэтиловый, медицинский	ОСТ 84006-86
Сульфат аммония, хч	ГОСТ 3769-78

3.5. Растворы

Азотная кислота (HNO3), 1%-я

Очищенная бидистиллированная вода, (бидистиллированая вода, очищенная на приборе "Водолей")

Смесь этилового спирта и диэтилового эфира в соотношении 1 : 1

Перекись водорода, 6%-я

4. Требования безопасности

4.1. При выполнении работ должны быть соблюдены меры противопожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 и правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79.

4.2. При работе необходимо соблюдать "Правила по технике безопасности и производственной санитарии при работе в химических лабораториях" (Утверждены МЗ СССР 20.12.82) и "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" (Утверждены Госгортехнадзором СССР 27.11.87).

4.3. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.007-76 и 12.1.005-88.

4.4. При выполнении измерений на приборе соблюдают правила, указанные в "Руководстве по правилам эксплуатации спектрофотометра".

5. Требования к квалификации оператора

К выполнению измерений допускается химик-аналитик, имеющий соответствующую квалификацию и опыт работы на атомно-абсорбционном спектрометре, освоивший метод анализа. Операции по подготовке проб волос к анализу на атомно-абсорбционном спектрометре может выполнять лаборант или техник, имеющий опыт работы в химической лаборатории. К обслуживанию атомно-абсорбционного спектрометра допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже инженера КИП и А, прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте и ознакомленные с правилами обслуживания атомно-абсорбционного спектрометра.

6. Условия измерений

6.1. При проведении процессов приготовления растворов и подготовки проб к анализу соблюдают следующие условия:

- температура воздуха 15 - 25°С;

- атмосферное давление 630 - 800 мм рт. ст.;

- влажность воздуха не более 80% при температуре 25°С.

6.2. Выполнение измерений проводят на атомно-абсорбционных спектрофотометрах в условиях, рекомендуемых технической документацией по прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовка обеззараженной и химически чистой посуды, подготовка атомно-абсорбционного спектрофотометра, приготовление очищенной бидистиллированной воды, приготовление аттестованных стандартных смесей, построение градуировочных графиков.

7.1. Подготовка посуды

Проводится предварительное обеззараживание посуды, в которую производится отбор биологических проб с применением таблеток "Део-Хлор" согласно МУК N 11-3/355-99 от 27.09.02. Подготовка химически чистой посуды производится с применением 6%-й перекиси водорода, моющего средства и многократного ополаскивания с использованием очищенной бидистиллированной воды.

ГАРАНТ:

См. Методические указания "По применению дезинфицирующего средства "ДЕО-ХЛОР"

7.2. Подготовка прибора к анализу

Атомно-абсорбционный спектрофотометр обеспечивают ацетиленом, сжатым воздухом, спектральными лампами для определения марганца, свинца и магния, растворами аттестованных смесей определяемых металлов. Включают необходимую для анализа спектральную лампу, прогревают не менее 20 мин и после соответствующей настройки прибора выводят на рабочий режим согласно инструкции. Для настройки прибора в качестве нулевого используют 1%-й раствор .

7.3. Приготовление аттестованных смесей для установки градуировочных характеристик

Для приготовления растворов заданных концентраций металлов аттестованных смесей используют 1%-й раствор азотной кислоты, приготовленный на очищенной бидистиллированной воде.

7.3.1. Приготовление 1%-го раствора азотной кислоты: 8 концентрированной азотной кислоты смешивают с 512 очищенной бидистиллированной воды.

7.3.2. Приготовление аттестованной смеси с содержанием анализируемых металлов 100 . Смесь готовят из ГСО с содержанием ионов металлов 1 . В мерную колбу вместимостью 50 вносят 5 ГСО и доводят объем в колбе до метки 1%-м раствором . Раствор устойчив при хранении в течение 1 месяца.

7.3.3. Приготовление основного раствора аттестованной смеси определяемых металлов (марганца, магния или свинца) с концентрацией 5 . Смесь готовят из растворов с концентрацией 100 . В мерную колбу емкостью 100 вносят 5 раствора анализируемого металла с концентрацией 100 и доводят объем в колбе до метки 1%-м раствором . Раствор устойчив в течение 3 дней.

7.3.4. Рабочие аттестованные смеси анализируемых металлов с концентрацией 5 используют для получения градуировочных растворов: объем рабочей аттестованной смеси согласно табл. 1, 2, 3 вносят в мерную колбу на 100 и доводят до метки 1%-м раствором .

Таблица 1

Рабочие аттестованные смеси для установления градуировочной характеристики при определении концентрации свинца в пробах волос

Номер смеси для градуировки	1	2	3	4
Объем основного стандартного раствора (5 мкг/см3), см3	0,4	0,2	3,0	4,0
Содержание свинца, мкг/см3	0,02	0,10	0,15	0,20

Таблица 2

Рабочие стандартные смеси для установления градуировочной характеристики при определении концентрации марганца в пробах волос

Номер смеси для градуировки	1	2	3	4
Объем основного стандартного раствора (5 мкг/см3), см3	0,16	0,30	0,60	1,60
Содержание марганца, мкг/см3	0,008	0,015	0,030	0,080

Таблица 3

Рабочие стандартные смеси для установления градуировочной характеристики при определении концентрации магния в пробах волос

Номер смеси для градуировки	1	2	3	4
Объем основного стандартного раствора (5 мкг/см3), см3	8,0	20,0	40,0	80,0
Содержание магния, мкг/см3	0,40	1,00	2,00	4,00

7.4. Построение градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной калибровки на рабочих аттестованных смесях растворов металлов. Она выражает зависимость величины абсорбции от концентрации () и строится по 4 сериям растворов аттестованных смесей. Каждую серию, состоящую из 4 рабочих растворов аттестованных смесей, готовят непосредственно перед использованием путем разведения основного стандартного раствора.

Градуировочный диапазон для определения марганца и свинца (табл. 1, 2) указан для измерения растворенных в 5 1%-й азотной кислоты проб волос (п. 8). Градуировочная характеристика для определения магния в волосах приведена для проб, разбавленных в 10 раз 1%-й азотной кислотой после общей подготовки проб волос для указанных металлов (аликвоту раствора зольного остатка, растворенного в 5 мл 1%-го раствора , разводят еще в 10 раз) (табл. 3).

8. Отбор и обработка проб волос

Пробы волос для анализа отбирают с затылочной части головы из зоны наиболее интенсивного роста. Волосы срезают от корней длиной не более 3 см. Оптимальная навеска волос для анализа - 200 мг. Волосы укладывают в маркированные бумажные пакеты. Пробы выдерживают длительное хранение.

Отобранные пробы волос выдерживают в смеси этилового спирта и диэтилового эфира в соотношении 1:1 с целью обеззараживания и очистки от внешнего загрязнения, промывают в другой порции смеси и высушивают. Очищенные пробы хранят в эксикаторе.

Навески волос (200 мг) помещают в тигель и высушивают в течение 1,5 ч при температуре 110°С в сушильном шкафу, затем в течение 1,5 ч при температуре 250°С. После чего к пробе добавляют на кончике шпателя сульфат аммония и при температуре 430 - 450°С пробу озоляют в течение 2,5 ч в муфельной печи. После остывания в эксикаторе к пробе добавляют 0,3 - 0,5 концентрированной азотной кислоты, затем добавляют 0,1 концентрированной перекиси водорода и после постепенного нагревания в муфельной печи доозоляют при температуре 430 - 450°С в течении# 1,5 ч.

После остывания в эксикаторе к пробе добавляют 0,3 - 0,5 концентрированной азотной кислоты 0,1 и выпаривают до "влажных солей". Затем к охлажденному остатку приливают 5 1%-го раствора и оставляют на 30 - 40 мин, отфильтровывают и переносят в пробирку с пришлифованной пробкой и определяют в полученном растворе содержание марганца и свинца на атомно-абсорбционном спектрофотометре, подготовленном для анализа этих металлов.

Для определения содержания магния аликвоту полученного раствора разбавляют в 10 раз 1%-й азотной кислотой и анализируют на приборе.

Параллельно для каждой серии анализов ставят 2 холостые пробы, для которых повторяется вся процедура подготовки пробы, т. е., начиная с момента озоления, в муфельную печь ставят чистые тигли из той же серии посуды, которая используется для анализа, и выполняют все этапы озоления и добавления реактивов, что и в анализируемых пробах, с целью выявления загрязнения пробы реактивами и посудой.

Измерение холостых проб проводят вместе с реальными пробами. Среднее значение концентрации холостой пробы учитывают в формуле расчета анализа каждой пробы (п. 10).

9. Выполнение измерений

Полученные после подготовки к анализу растворы проб волос и растворы холостых проб измеряют на атомно-абсорбционном спектрофотометре, подготовленном для определения исследуемого металла (марганца, свинца или магния).

9.1. Соответствующую определяемому металлу спектральную лам пу устанавливают в прибор и прогревают 15-20 мин. Устанавливают монохроматор на нужную длину волны, выбирают ширину спектральной щели, ставят на распыление очищенную бидистиллированную воду, подбирают необходимое соотношение газов (ацетилен-воздух) для поддержания горения и поджигают пламя. Капилляр, подающий раствор в пламя, опускают в 1%-й раствор и определяют нулевую линию.

9.2. Распыляют в пламя градуировочные аттестованные смеси для установки градуировочной характеристики анализируемого металла, затем вводят пробы и регистрируют значения концентраций исследуемых проб. Точность настройки прибора проверяют введением аттестованной смеси заданной концентрации через каждые пять проб. В случае необходимости осуществляют перекалибровку.

При высоком содержании определяемого компонента на верхней границе диапазона измерений аликвоту пробы разбавляют 1%-м раствором . Нормативы погрешности в этом случае не меняются. Коэффициент разбавления учитывают при расчете результата анализа. Уровень изменений концентраций магния при разбавлении учтен в диапазоне измерения МВИ.

10. Вычисление результатов измерений

Расчет содержания металлов в волосах проводят по формуле:

, где

Х - концентрация металла в пробе волос, мкг/г;

V - общий объем минерализованной анализируемой пробы, ;

М - навеска пробы волос, взятой для анализа, г;

С - концентрация металла, определяемая по градуировочному графику, ;

- среднее значение концентрации холостой пробы, .

За результат измерения принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений , , расхождение между которыми не должно превышать значения предела повторяемости .

Результаты количественного анализа в документах, предусматривающих их использование, представляются в виде:

, , где

- средний результат анализа, , мкг/г,

- характеристика погрешности, мкг/г, при Р = 0,95,

, где

- относительное значение характеристики погрешности, %.

11. Внутренний контроль качества результатов измерений

Внутренний контроль (ВКК) качества результатов измерений количественного химического анализа (повторяемость, внутрилабораторная воспроизводимость, точность) осуществляют с целью получения оперативной информации о качестве анализов и принятия при необходимости оперативных мер по его повышению в соответствии с нормативным документом МИ 2335-2003 "ГСОЕИ. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа".

Методика выполнения измерений марганца, свинца, магния в волосах обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в табл. 4, 5.

Таблица 4

Диапазон измерений, значения показателей точности, повторяемости, воспроизводимости

Наименование определяемого компонента и диапазон измерений, мкг/г	Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости), сигма_r, %	Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости), сигма_R, %	Показатель точности (границы относительной погрешности при вероятности P = 0,95), +-дельта, %
Марганец, от 0,20 до 2,00 вкл.	7,40	10,56	35,6
Свинец, от 0,50 до 5,00 вкл.	2,24	7,80	17,1
Магний, от 10,00 до 100,00 вкл.	2,27	4,57	10,4

Таблица 5

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

Наименование определяемого компонента и диапазон измерений, мкг/г	Предел повторяемости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами параллельных определений), r , % n	Предел внутрилабораторной воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в одной лаборатории, но в разных условиях),R _ ,% Xl
Марганец, от 0,20 до 2,00 вкл.	20,40	29,24
Свинец, от 0,50 до 5,00 вкл.	6,14	21,59
Магний, от 10,00 до 100,00 вкл.	6,28	12,65

11.1. Контроль стабильности градуировочной характеристики

Контроль стабильности градуировочного графика проводят через 5 проб в анализируемой серии измерений. Определяют содержание металла в градуировочном растворе, который соответствует середине градуировочного интервала. Градуировка признается стабильной, если расхождение между заданным и измеренным значением концентраций не превышает 5%.

11.2. Контроль повторяемости результатов измерений

Относительное расхождение между результатами двух определений, выполненных одним оператором при анализе одной и той же рабочей пробы, с использованием одних и тех же средств измерений и реактивов в течение возможно минимального интервала времени, не должно превышать предела повторяемости (табл. 5).

Повторяемость результатов параллельных определений признают удовлетворительной, если

, где

- максимальный результат из 2-х параллельных определений;

- минимальный результат из 2-х параллельных определений;

- значение предела повторяемости, %.

Если условие не выполняется, эксперимент повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.

11.3. Контроль воспроизводимости

Для проведения контроля воспроизводимости используют рабочие пробы. Пробу делят на две равные части и анализируют в точном соответствии с прописью методики, для получения 2 результатов анализа используют разные наборы мерной посуды, разные партии реактивов или разные экземпляры ГСО для градуировки прибора, выполнение анализа возможно в разное время, двумя разными аналитиками.

Воспроизводимость результатов контрольных измерений признают удовлетворительной, если выполняется условие:

, где

- результат анализа рабочей пробы, средний из двух параллельных измерений, мкг/г;

- результат анализа этой же пробы, средний из двух параллельных измерений, полученный в других условиях, мкг/г;

- значение предела внутрилабораторной воспроизводимости (табл. 5).

Расхождение между результатами измерений и , полученных в разных условиях, не должно превышать значений показателя воспроизводимости при доверительной вероятности Р = 0,95, указанных в табл. 5.

11.4. Контроль точности результатов измерений

Контроль точности измерений с использованием метода добавок состоит в сравнении результата контрольной процедуры, равного разности между результатом контрольного измерения содержания анализируемого металла в пробе с известной добавкой (), в рабочей пробе без добавки () и величиной добавки (добавка должна составлять не менее 40% от содержания анализируемого металла в пробе) с нормативом точности К.

Результат контрольной процедуры рассчитывают по формуле:

, где

- результат контрольного измерения содержания определяемого компонента в рабочей пробе с известной добавкой, средний из двух параллельных измерений, мкг/г;

- результат контрольного измерения содержания определяемого компонента в рабочей пробе, средний из двух параллельных измерений, мкг/г;

- величина добавки к пробе, мкг/г.

Норматив контроля К рассчитывают по формуле:

Значения приведены в табл. 4.

Качество контрольной процедуры признают удовлетворительным при выполнении условия:

При невыполнении условия эксперимент повторяют. При повторном невыполнении условия выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их. Периодичность ВКК регламентируют в руководстве по качеству лаборатории.

Литература

1. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей /Под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной. Л.: "Химия", 1977. Т. III. С. 350,444, 507.

Откройте актуальную версию документа прямо сейчас

Получить бесплатный доступ

Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.