Утверждаю

Заместитель Главного

государственного

санитарного врача СССР

А.И.ЗАИЧЕНКО

22 мая 1985 г. N 3889-85

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ МЕДИ В ПОЧВАХ, ПРИРОДНОЙ ВОДЕ,

СУШЕНЫХ ПЛОДАХ И ОВОЩАХ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Краткая характеристика микроэлемента - меди

Медь - микроэлемент широкого диапазона действия. В оптимальных дозах она оказывает полезное влияние на обмен веществ в организме, на предупреждение и течение различных заболеваний животных и человека, на повышение продуктивности растений, улучшение качества и состава продуктов питания. При недостатке подвижной меди в почве у зерновых злаков и трав резко снижается урожай и ухудшаются их качества, что в дальнейшем отражается на организме животных и человека. Избыток подвижной меди вреден для здоровья человека и животных. Доза 0,2 - 0,5 г вызывает интоксикацию, а доза 10 г является смертельной.

Соединения меди стабильны во внешней среде и активно участвуют в кругообороте веществ в природе и миграции по одному из экологических путей: почва - растение - человек, почва - вода - человек, почва - воздух - человек.

В связи с широким использованием медьсодержащих пестицидов возникла проблема загрязнения окружающей среды медью. Установлено, что внесение медьсодержащих пестицидов в почву приводит к накоплению меди в водоемах, растениях, загрязнению плодов и овощей. Так, например, концентрация меди в яблоках, обработанных 1-процентной бордосской жидкостью, составляла 4,14 мг/кг, в то время как в яблоках, отобранных на контрольном участке, - 0,93 мг/кг.

В связи с этим разработаны величины ПДК по меди, являющиеся критерием санитарной охраны от загрязнений различных объектов: почвы, воды, растений, плодов, - не позволяющие превысить возможность их индивидуального или совместного действия на организм человека. ПДК по меди в воде водоемов санитарно-бытового назначения составляет 0,1 мг/л, МДУ во фруктах и овощах составляет 5 мг/кг меди.

Учитывая, что пороговая концентрация химических веществ в почве устанавливается не только по общесанитарному, органолептическому, но и по водно-миграционному показателю вредности, а также неоспоримую роль меди при накоплении ее в природной воде, плодах и растениях, нами разработаны методические указания определения меди в названных объектах полярографическим методом.

Методика определения остаточных количеств меди

полярографическим методом

Основные положения. Метод основан на полярографическом определении меди в переменнотоковом и классическом режимах. Оба варианта метода могут быть выполнены на одном и том же полярографе серийного выпуска, например ППТ-1, сочетающем работу в этих режимах полярографирования.

Методика определения меди в природной воде

и в почвенных вытяжках полярографическим методом

Принцип метода

Извлечение из почвы подвижных форм меди осуществляется аммонийно-ацетатным буферным раствором с pH 4,8. После минерализации пробы и растворения осадка в фоновом растворе 1 М HCl производят полярографирование раствора в переменном режиме. В 1 М солянокислом растворе наблюдается хорошо выраженный пик меди при потенциале -0,3 В относительно донной ртути (рис. 1 - не приводится). При анализе природной воды проводят те же операции, за исключением операций, связанных с извлечением меди.

Метрологическая характеристика метода

Диапазон определяемых содержаний меди в вытяжках из почв составляет 0,01 - 2 мг/л, в природных водах 0,003 - 2 мг/л. Нижняя граница определяемых содержаний - 1,5 мкг; 0,01 мг/л - почвенной вытяжки; 0,008 мг/л - природной воды.

Таблица 1

МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ МЕДИ В ПОЧВАХ (ПОЧВЕННЫХ ВЫТЯЖКАХ)

┌─────┬─────┬─────────────────────────────────────────────────────────────┐

│  N  │  n  │                      Найдено C  , мг/л                      │

│ п/п │     │                               Cu                            │

│     │     ├─────────┬────────────┬─────────┬────────────────────────────┤

│     │     │    _    │         3  │         │   _                        │

│     │     │    C    │   S x 10   │   Sr    │   C +/- дельта (p = 0,95)  │

├─────┼─────┼─────────┼────────────┼─────────┼────────────────────────────┤

│  1  │  8  │  0,011  │    2,96    │  0,25   │      0,011 +/- 0,002       │

│  2  │  9  │  0,026  │    1,64    │  0,06   │      0,026 +/- 0,001       │

│  3  │  9  │  0,038  │    3,46    │  0,09   │      0,038 +/- 0,003       │

│  4  │  9  │  0,412  │    1,42    │  0,03   │      0,412 +/- 0,001       │

│  5  │  4  │  1,253  │    3,40    │  0,03   │      1,253 +/- 0,005       │

└─────┴─────┴─────────┴────────────┴─────────┴────────────────────────────┘

Таблица 2

МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ В ПРИРОДНОЙ ВОДЕ

┌───┬─────┬───────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ N │  n  │                           C  , мг/л                           │

│п/п│     │                            Cu                                 │

│   │     ├───────┬───────┬────────┬─────────┬────────────────────────────┤

│   │     │       │       │       4│         │   _                        │

│   │     │внесено│найдено│ S x 10 │   Sr    │   C +/- дельта (p = 0,95)  │

├───┼─────┼───────┼───────┼────────┼─────────┼────────────────────────────┤

│ 1 │  4  │ 0,000 │ 0,009 │  8,34  │  0,09   │      0,009 +/- 0,001       │

│ 2 │  4  │ 0,015 │ 0,017 │  24,9  │  0,15   │      0,017 +/- 0,003       │

│ 3 │  7  │ 0,032 │ 0,032 │  26,2  │  0,08   │      0,032 +/- 0,002       │

│ 4 │  5  │ 0,064 │ 0,063 │  18,0  │  0,03   │      0,063 +/- 0,003       │

└───┴─────┴───────┴───────┴────────┴─────────┴────────────────────────────┘

Избирательность метода в присутствии пестицидов,

близких по химическому строению и области определения

Метод селективен к меди.

Реактивы и материалы

    Кислота серная, ГОСТ 4204-77, H SO , хч, конц.

                                   2  4

    Кислота уксусная, ГОСТ 61-75, CH COOH, хч, конц. 98%.

                                    3

    Аммиак водный, ГОСТ 3760-79, NH OH, хч, 25%.

                                   4

    Кислота азотная, ГОСТ 4461-67, HNO , ч, 56%.

                                      3

    Перекись водорода (пергидроль), ГОСТ 10929-76, H O , хч, 30%.

                                                    2 2

    Кислота  соляная,  ГОСТ  3118-77,  HCl, хч, конц. 35 - 38% и 1 М водный

раствор.

    Меди ацетат, ГОСТ 5852-79, Cu(CH COO)  x H O, чда.

                                    3    2    2

                  -2      -4           -4

    Стандартные 10   М, 10   М и 5 x 10   М водные растворы.

    Навеску  0,2416  г  ацетата  меди  переносят  в мерную колбу на 100 мг,

растворяют  в нескольких миллилитрах 1 М соляной кислоты и доводят до метки

                                       -2                        -4

тем  же  1 М солянокислым раствором (10   М раствор). Растворы 10   М и 5 x

  -4                                                      -2

10    М  готовят  сто- и пятидесятикратным разбавлением 10   М раствора 1 М

соляной кислотой.

Ацетатно-аммонийный буферный раствор с pH 4,8:

108 мл 98-процентной уксусной кислоты разбавляют дистиллированной водой до 600 - 700 мл, приливают 75 мл 25-процентного раствора аммиака, перемешивают и доводят дистиллированной водой до 1 л. Проверяют pH полученного раствора.

Дистиллированная вода.

Приборы, аппаратура и посуда

Колбы конические емкостью 500 мл, ГОСТ 10394-72.

Чашки фарфоровые емкостью 50 и 100 мл, ГОСТ 9147-73.

Цилиндры мерные емкостью 50 и 250 мл, ГОСТ 1770-64.

Пипетки градуированные емкостью 1, 2, 5 мл, ГОСТ 7851-74.

Воронки стеклянные, диаметр 35 и 75 мм, ГОСТ 8613-64.

Пробирки мерные емкостью 10 мл, ГОСТ 10515-63.

Колбы мерные емкостью 100 мл, ГОСТ 1770-64.

Фильтры бумажные.

Электроплитка.

Полярограф серийного выпуска ППТ-1.

Полярографическая ячейка.

Баллон с азотом или аргоном.

Отбор пробы

Отбор проб производится в соответствии с Унифицированными правилами отбора проб с/х продукции, пищевых продуктов и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов, утвержденными заместителем Главного государственного санитарного врача СССР 21.08.79 за N 2051-79.

Приготовление почвенных вытяжек. Из 100 г воздушно-сухой измельченной почвы отбирают среднюю пробу 25 г (P). Навеску помещают в коническую колбу объемом 300 - 350 мл, приливают 250 мл (V) ацетатно-аммонийного буферного раствора с pH 4,8 и встряхивают на ротаторе в течение часа. Отфильтровывают полученную вытяжку.

Вода. Отбирают пробу воды в количестве 0,5 - 2 л и оттуда берут аликвотную часть объемом 50 - 200 мл.

Подготовка к определению

    Почвенные  вытяжки.  В  фарфоровую чашку помещают 50 мл или 100 мл (V )

                                                                         1

вытяжки   из   почвы  и  выпаривают  досуха  на  электрической  плитке  при

минимальном нагреве. Сухой остаток смачивают 5 - 10 каплями азотной кислоты

(концентрированной) и 3 - 5 каплями 30-процентной перекиси водорода и снова

выпаривают   досуха.   При   этом   цвет   остатка   становится  белым  или

светло-желтым.  Если темная окраска не исчезла, повторяют обработку азотной

кислотой  и перекисью водорода с последующим выпариванием. Полученный сухой

остаток смачивают 0,5 - 1 мл концентрированной соляной кислоты и выпаривают

досуха. Выпаривание с соляной кислотой проводят трижды. Затем сухой остаток

оставляют   на  электрической  плитке  еще  в  течение  часа,  охлаждают  и

растворяют  в  точном объеме (V ) 6 или 12 мл фонового раствора 1 М соляной

                               2

кислоты.  Отбирают  5  мл  (V )  полученного  раствора  в полярографическую

                             x

ячейку,  продувают  током  азота  в  течение  20  минут и полярографируют в

переменнотоковом режиме.

    Вода. В фарфоровую чашку помещают 50 или 100 мл (V ) воды, упаривают до

                                                      1

половины  объема,  добавляют  1  мл концентрированной серной кислоты и 3 мл

концентрированной  азотной  кислоты  и  выпаривают  досуха.  Сухой  остаток

смачивают 5 мл концентрированной соляной кислоты и снова выпаривают досуха.

Полученный  сухой  остаток  растворяют  в  точном объеме (V ) 6 мл фонового

                                                           2

раствора  1  М  соляной кислоты, 5 мл (V ) полученного раствора переносят в

                                        x

полярографическую ячейку и после продувки током азота полярографируют.

                          Проведение определения

    Полярографическое  определение меди проводят на полярографе переменного

тока.  В  качестве  индикаторного  электрода  используют  ртутный  капающий

электрод  (катод)  с  постоянной  скоростью  истечения от 15 до 20 капель в

минуту.  Анодом служит ртутное дно. Интервал поляризации от -0,1 до -0,7 В.

Диапазон  тока в зависимости от высоты пика берется равным 5, 10 или 20 при

амплитуде  от  2  до  16 мВ. Перед записью полярограммы исследуемый раствор

продувают   током  азота  или  аргона  в  течение  20  минут  для  удаления

растворенного кислорода. Записывают полярограмму и измеряют высоту пика h .

                                                                         1

Определение  содержания  меди  в  анализируемом  растворе  проводят методом

добавок.  Вносят  в  анализируемый  раствор  отмеренный  объем стандартного

раствора ацетата меди, продувают током азота или аргона 3 - 5 минут и вновь

полярографируют. Измеряют высоту пика h .

                                       2

                       Обработка результатов анализа

    Содержание меди  С  в мг/мл  в полярографируемом растворе определяют по

                      x

следующей формуле:

                                     C

                                      ст

                       C  = ---------------------,

                        x   h    V  + V      V

                             2    x    доб    x

                            -- x --------- - ----

                            h       V        V

                             1       доб      доб

    где:

    C   - концентрация стандартного раствора, мг/мл;

     ст

    h  - высота пика анализируемого раствора, мм;

     1

    h  - высота пика после внесения добавки стандартного раствора, мм;

     2

    V  - объем полярографируемого раствора, мл;

     x

    V    - объем добавки стандартного раствора, мл.

     доб

    Содержание   меди  C   в  мг/л  в  пробе   (почвенная   вытяжка,  вода)

                        1

рассчитывают по следующей формуле:

               C  x V  x 1000

                x    2

          C  = -------------- мг/л, или в пересчете на кг почвы:

           1         P

               C  x V

                1

          C  = ------ мг/кг,

           2     P

    где:

    V, P, V  и V  см. в тексте выше.

           1    2

                                                                  _

    Полученные результаты обрабатывают статистически, рассчитывая C,  S, Sr

и дельта по известным формулам.

Методика определения меди в сушеных плодах и овощах

Принцип метода

    Метод основан на озолении пробы овощей и плодов, растворении полученной

золы, последующем восстановлении ионов меди на ртутном капельном электроде.

При  полярографировании  в  среде  смеси  1 н NH OH и 1 н NH Cl наблюдается

                                                4  1        4         2

двухступенчатая  волна  с  потенциалами полуволн  E    =  -0,273 В и E    =

                                                   1/2                1/2

-0,538 В относительно насыщенного каломельного электрода. Для аналитических

целей используется вторая полярографическая волна.

Метрологическая характеристика метода

Диапазон определяемых концентраций: от тысячных долей до 5 - 6%. Предел обнаружения 0,1 мкг/мл или 0,1 мг/кг продукта.

МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ В СУШЕНЫХ ПЛОДАХ И ОВОЩАХ

┌─────────┬───┬───────────────────────────────────────────────────────────┐

│   Вид   │ n │                       C    , мг/кг                        │

│продукта │   │                        Cu2+                               │

│         │   ├────────┬───────┬───────┬─────────┬────────────────────────┤

│         │   │        │       │       │         │_                       │

│         │   │внесено │найдено│   S   │   Sr    │C +/- дельта (p = 0,95) │

│         │   │на сух. │на сух.│       │         │                        │

│         │   │ массу  │ массу │       │         │                        │

├─────────┼───┼────────┼───────┼───────┼─────────┼────────────────────────┤

│Яблоки   │10 │Контроль│4,07   │0,656  │0,16     │4,07 +/- 0,48           │

│-"-      │5  │5,35    │8,66   │0,500  │0,05     │3,66 +/- 0,63           │

│-"-      │6  │10,70   │13,70  │0,257  │0,02     │13,70 +/- 0,27          │

│Груши    │5  │Контроль│6,18   │0,130  │0,02     │6,18 +/- 0,16           │

│-"-      │5  │2,66    │8,41   │0,764  │0,09     │8,41 +/- 0,46           │

│-"-      │5  │5,31    │10,63  │0,400  │0,03     │10,63 +/- 0,50          │

│-"-      │5  │10,62   │15,78  │0,266  │0,01     │15,78 +/- 0,33          │

│Сливы    │6  │Контроль│4,04   │0,430  │0,11     │4,04 +/- 0,37           │

│-"-      │7  │2,78    │6,90   │0,610  │0,11     │6,90 +/- 0,58           │

│-"-      │6  │5,56    │8,50   │0,55   │0,05     │8,50 +/- 0,55           │

│-"-      │5  │11,11   │16,40  │1,840  │0,11     │16,40 +/- 2,31          │

│Картофель│6  │Контроль│7,00   │0,310  │0,05     │7,00 +/- 0,33           │

│-"-      │7  │2,70    │9,70   │0,270  │0,04     │9,70 +/- 0,26           │

│-"-      │5  │5,41    │11,08  │0,354  │0,03     │11,08 +/- 0,44          │

│-"-      │6  │10,82   │17,09  │0,827  │0,05     │17,09 +/- 0,99          │

│Морковь  │10 │Контроль│2,29   │0,180  │0,08     │2,29 +/- 0,13           │

│-"-      │5  │2,64    │4,10   │0,308  │0,08     │4,10 +/- 0,39           │

│-"-      │6  │5,29    │6,30   │0,735  │0,11     │6,30 +/- 0,78           │

│-"-      │6  │10,58   │11,50  │0,863  │0,07     │11,50 +/- 0,92          │

│Петрушка │7  │Контроль│9,76   │0,825  │0,08     │9,76 +/- 0,78           │

│-"-      │5  │2,66    │13,12  │1,336  │0,10     │13,12 +/- 1,67          │

│-"-      │6  │5,32    │17,94  │0,652  │0,04     │17,94 +/- 0,69          │

│-"-      │6  │10,64   │20,00  │1,153  │0,06     │20,00 +/- 1,23          │

└─────────┴───┴────────┴───────┴───────┴─────────┴────────────────────────┘

Реактивы и материалы

    Аммиак водный, ГОСТ 3760-79, NH OH, хч.

                                   4

    Аммоний хлористый, ГОСТ 37732-72, NH Cl, хч.

                                        4

    Сульфат натрия, ГОСТ 196-66, Na SO , ч.

                                   2  3

    Вода дистиллированная.

    Медь сернокислая, ГОСТ 4165-78, CuSO  x 5H O, чда.

                                        4  2+ 2

    Растворы, содержащие 1,0 и 0,1 мг/мл Cu  .

Навеску 3,93 г сернокислой меди помещают в мерную колбу объемом 1 л, растворяют и доводят до метки водой. Раствор, содержащий 0,1 мг/мл Cu, готовят десятикратным разбавлением исходного раствора в день построения градуировочного графика.

Желатин пищевой, 0,5% раствор готовят растворением 0,5 г в 100 мл дистиллированной воды, нагретой до 80 °C.

    Фоновый   раствор   готовят   растворением   53,5  г  NH Cl  в  350  мл

                                                            4

концентрированного NH OH и доводят дистиллированной водой до объема 1 л.

                     4

Приборы, аппаратура, посуда

Посуда мерная, стеклянная, лабораторная, ГОСТ 7851-274, емкостью: колбы мерные 1000, 100 и 25 мл; пипетки 10 и 1 мл.

Полярограф серийного выпуска.

Полярографическая ячейка.

Печь муфельная.

Отбор проб

Отбор проб сушеных плодов производят по ГОСТ 12001-66, а овощей - по ГОСТ 13341-67. Средний образец пробы измельчают, перемешивают и берут для анализа 5 параллельных навесок по 10 г.

Подготовка к определению

В чистые, предварительно прокаленные (450 - 500 °C) и взвешенные фарфоровые тигли помещают 10 + 0,0001 г сушеных плодов или овощей, обугливают на песчаной бане или электроплитке до появления серого цвета золы. Затем тигли с золой помещают на 2 - 3 часа в муфельную печь для озоления (450 - 500 °C).

    Тигли вынимают, охлаждают и золу обрабатывают 0,25 мл концентрированной

азотной  кислоты, закрывают  неплотно крышками, высушивают на песчаной бане

(0,5  -  1  час)  и  снова прокаливают в муфельной печи (450 - 500 °C). Эти

операции  повторяют  до  тех  пор,  пока  не  исчезнут  частицы угля в золе

продукта.  Начиная  со  второго  озоления  сушка на песчаной бане не должна

превышать  15  мин.,  а  прокаливание  в  муфельной  печи  -  30  мин. Если

необходима третья и более обработка золы азотной кислотой, то для обработки

используют  0,1  н  HNO   и  содержимое выпаривают на электроплитке досуха.

                       3

Полученный  остаток растворяют в 5 - 10 мл дистиллированной воды, фильтруют

через беззольный фильтр и количественно переносят в мерную колбу на 25 мл.

Проведение определения

Раствор, полученный после растворения золы, нейтрализуют в мерной колбе несколькими каплями концентрированного аммиака по метилоранжу, добавляют 1 мл 0,5-процентного раствора желатина, 1 г сульфита натрия и доводят до метки раствором фона. Раствор полярографируют при выбранных условиях, найденных при построении градуировочного графика.

Построение градуировочного графика

В мерные колбы емкостью 100 мл наливают раствор в следующих количествах: 0,0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 мл для получения стандартной шкалы содержанием 0,0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 мкг/мл меди соответственно. В каждую колбу добавляют 4 мл 5-процентного раствора желатина, 4 г сульфита натрия и доводят до метки раствором фона. Наливают в электролизор донную ртуть и исследуемый раствор, в зависимости от периода капания ртути выбирают условия полярографирования: чувствительность, скорость изменения напряжения - и снимают полярограмму от -0,1 до -0,7 В.

    На  полученных  полярограммах  измеряют  высоту  второй  волны и строят

градуировочный   график   зависимости  высоты  полярографической  волны  от

               2+

концентрации Cu   в мкг/мл.

Запись полярограммы и обработка результатов анализа

Записывают полярограмму раствора, измеряют на полярограмме высоту волны и по градуировочному графику определяют концентрацию меди в растворе в мкг/мл.

Содержание меди X в мг/кг на сухую массу продукта определяют по формуле:

                              a x V x 100

                         X = ------------- мг/кг,

                             P x (100 - в)

где:

a - содержание меди, мкг/мл, найденное по градуировочному графику;

V - объем мерной колбы, в которой была растворена зола, мл;

P - навеска сухопродукта, г;

в - влажность сухопродукта, %.

Требования безопасности

Соблюдаются требования безопасности, необходимые при работе с химическими реактивами, органическими растворителями и ртутью.