«Высокоэффективнаяжидкостная хроматография загрязнителей природных и сточных вод»
Содержание
Введение
Глава 1. Основные понятия иклассификация методов жидкостной хроматографии
1.1 Аппаратура для жидкостнойхроматографии
Глава 2. Сущность ВЭЖХ
2.1 Применение
Глава 3. Примеры использованияВЭЖХ в анализе объектов окружающей среды
Глава 4. Аппаратура для ВЭЖХ
Литература
Приложение
Введение
Хроматографические методы часто оказываются незаменимымидля идентификации и количественного определения органических веществ со сходнойструктурой. При этом наиболее широко используемыми для рутинных анализовзагрязнителей окружающей среды являются газовая и высокоэффективная жидкостная хроматография.Газохроматографический анализ органических загрязнителей в питьевой и сточных водах сначалаосновывался на использовании насадочных колонок, позднее распространениеполучили и кварцевые капиллярные колонки. Внутренний диаметр капиллярныхколонок составляет обычно 0,20-0,75 мм, длина — 30-105 м. Оптимальные результаты при анализе загрязнителей в воде достигаются чаще всего при использованиикапиллярных колонок с различной толщиной пленки из метилфенилсиликонов ссодержанием фенильных групп 5 и 50%. Уязвимым местом хроматографических методикс использованием капиллярных колонок часто становится система ввода пробы.Системы ввода пробы можно подразделить на две группы: универсальные иселективные. К универсальным относятся системы ввода с делением и без деленияпотока, “холодный” ввод в колонку и испарение при программировании температуры.При селективном вводе используют продувку с промежуточным улавливанием вловушке, парофазный анализ и т.д. При использовании универсальных систем вводав колонку поступает вся проба полностью, при селективной инжекции вводитсятолько определенная фракция. Результаты, получаемые при селективном вводе,являются существенно более точными, поскольку попавшая в колонку фракциясодержит только летучие вещества, и техника при этом может быть полностьюавтоматизирована.
Газохроматографическиедетекторы, используемые в мониторинге загрязнителей, часто подразделяют науниверсальные, откликающиеся на каждый компонент в подвижной фазе, иселективные, реагирующие на присутствие в подвижной фазе определенной группывеществ со сходными химическими характеристиками. К универсальным относятсяпламенно-ионизационный, атомно-эмиссионный, масс-спектрометрический детекторы иинфракрасная спектрометрия. Селективными детекторами, используемыми в анализеводы, являются электронно-захватный (селективен к веществам, содержащим атомыгалогенов), термоионный (селективен к азот- и фосфорсодержащим соединениям),фотоионизационный (селективен к ароматическим углеводородам), детектор поэлектролитической проводимости (селективен к соединениям, содержащим атомыгалогенов, серы и азота). Минимально детектируемые количества веществ — отнанограммов до пикограммов в секунду.
Высокоэффективная жидкостнаяхроматография (ВЭЖХ) является идеальным методом для определения большого числатермически неустойчивых соединений, которые не могут быть проанализированы спомощью газовой хроматографии. Объектами анализа методом жидкостнойхроматографии в настоящее время часто становятся современные агрохимикаты, вчисло которых входят метилкарбонаты и фосфорорганические инсектициды, другиенелетучие вещества. Высокоэффективная жидкостная хроматография получает всебольшее распространение среди других методов, применяемых в мониторингеокружающей среды, еще и потому, что имеет блестящие перспективы в планеавтоматизации пробоподготовки.
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИКЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Жидкостную хроматографиюподразделяют на несколько классов в зависимости от типа носителя неподвижнойфазы. Простое аппаратурное оформление бумажной и тонкослойной хроматографийобусловили широкое использование этих методов в аналитической практике. Однако,большие возможности колоночной жидкостной хроматографии стимулировалисовершенствование оборудования для этого классического метода и привели кбыстрому внедрению ВЭЖХ. Пропускание элюента через колонку под высокимдавлением позволило резко увеличить скорость анализа и существенно повыситьэффективность разделения за счет использования мелкодисперсного сорбента. МетодВЭЖХ в настоящее время позволяет выделять, количественно и качественноанализировать сложные смеси органических соединений.
По механизму взаимодействияразделяемого вещества (элюата) с неподвижной фазой различают адсорбционную,распределительную, ионообменную, эксклюзионную, ион-парную, лигандообменную иаффинную хроматографии.
Адсорбционная хроматография. Разделение методом адсорбционнойхроматографии осуществляется в результате взаимодействия разделяемого веществас адсорбентом, таким как оксид алюминия или силикагель, имеющими на поверхностиактивные полярные центры. Растворитель (элюент) — неполярная жидкость. Механизмсорбции состоит в специфическом взаимодействии между полярной поверхностьюсорбента и полярными (либо способными поляризоваться) участками молекуланализируемого компонента (рис. 1).
/>
Рис. 1. Адсорбционнаяжидкостная хроматография.
Распределительная хроматография. При распределительном варианте жидкостнойхроматографии разделение смеси веществ осуществляется за счет различия ихкоэффициентов распределения между двумя несмешивающимися фазами — элюентом(подвижной фазой) и фазой, находящейся на сорбенте (неподвижная фаза).
При нормально-фазовом варианте распределительной жидкостнойхроматографии используются неполярный элюент и полярные группы, привитые кповерхности сорбента (чаще всего силикагеля). В качестве модификаторовповерхности силикагеля (привитых фаз) используются замещенные алкилхлорсиланы,содержащие полярные группы, такие как нитрильная, аминогруппа и т. д. (рис. 2).Применение привитых фаз позволяет тонко управлять сорбционными свойствамиповерхности неподвижной фазы и добиваться высокой эффективности разделения.
/>
Рис. 2. Распределительнаяхроматография с привитой фазой (нормально-фазный вариант).
Обращенно-фазовая жидкостная хроматография основана нараспределении компонентов смеси между полярным элюентом и неполярными группами(длинными алкильными цепочками), привитыми к поверхности сорбента (рис. 3).
/>
Рис. 3. Распределительнаяхроматография с привитой фазой (обращенно-фазный вариант).
Менее широко используетсявариант жидкостной хроматографии с нанесенными фазами, когда жидкая неподвижнаяфаза наносится на неподвижный носитель.
Эксклюзивная (гельпроникающая) хроматография представляетсобой вариант жидкостной хроматографии, в котором разделение веществ происходитза счет распределения молекул между растворителем, находящимся в порах сорбентаи растворителем, протекающим между его частицами.
Аффинная хроматография основана наспецифических взаимодействиях разделяемых белков (антител) с привитыми наповерхности сорбента (синтетической смолы) веществами (антигенов), избирательнообразующими с белками комплексы (коньюгаты).
Ионообменная, ион-парная,лигандообменная хроматографии применяются в основном в неорганическом анализе.
Основные параметрыхроматографического разделения.
Основными параметрамихроматографического разделения являются удерживаемый объем и время удерживаниякомпонента смеси (рис. 4).
Время удерживания tR — это время, прошедшее от момента ввода пробы в колонкудо выхода максимума соответствующего пика. Умножив время удерживания наобъемную скорость элюента F/>, получим удерживаемый объем VR:
VR = tR. F/>;
Исправленое время удерживания — время, прошедшее с моментапоявления максимума пика несорбируемого компонента до пика соответствующегосоединения:
tR' = tR — t0;
Приведенный или исправленный объем удерживания — это объем удерживания споправкой на мертвый объем колонки V0, т. е. на объем удерживаниянесорбируемого компонента:
VR' = VR — V0;
Характеристикой удерживанияявляется также коэффициент емкости k', определяемый как отношение массы вещества в неподвижнойфазе к массе вещества в подвижной фазе: k' = mн / mп;
Величину k' легко определить похроматограмме:
/>
/>
Важнейшими параметрамихроматографического разделения являются его эффективность и селективность.
Эффективность колонки, измеряемая высотойтеоретических тарелок (ВЭТТ) и обратно пропорциональная их числу (N) тем выше,чем уже пик вещества, выходящего при том же времени удерживания. Значениеэффективности может быть вычислено по хроматограмме по следующей формуле:
N = 5.54. (tR / /> 1/2)2,
где tR — времяудерживания,
w 1/2 — ширина пика наполовине высоты
Зная число теоретическихтарелок, приходящееся на колонку, длину колонки L и средний диаметр зернасорбента dc, легко получить значения высоты, эквивалентной теоретическойтарелке (ВЭТТ), и приведенной высоты (ПВЭТТ):
ВЭТТ = L/N ПВЭТТ = ВЭТТ/dc
Эти характеристики позволяютсравнивать эффективности колонок различных типов, оценивать качество сорбента икачество заполнения колонок.
Селективность разделения двух веществ />определяется поуравнению:
/>,
При рассмотрении разделениясмеси двух компонентов важным параметром служит также степень разделения RS:
/>;
Пики считаются разрешенными,если величина RS больше или равна 1.5.
Основные хроматографическиепараметры связывает следующее уравнение для разрешения:
/>;
Факторами, определяющимиселективность разделения, являются:
1) химическая природа сорбента;
2) состав растворителя и егомодификаторов;
3) химическая структура исвойства компонентов разделяемой смеси;
4) температура колонки
1.1 Аппаратура для жидкостнойхроматографии
В современной жидкостнойхроматографии используют приборы различной степени сложности — от наиболеепростых систем, до хроматографов высокого класса, снабженных различнымидополнительными устройствами.
На рис. 4. представленаблок-схема жидкостного хроматографа, содержащая минимально необходимый наборсоставных частей, в том или ином виде, присутствующих в любойхроматографической системе.
/>
Рис. 4. Блок-схема жидкостногохроматографа.
Насос (2) предназначен длясоздания постоянного потока растворителя. Его конструкция определяется, преждевсего, рабочим давлением в системе. Для работы в диапазоне 10-500 МПаиспользуются насосы плунжерного (шприцевого), либо пистонного типов.Недостатком первых является необходимость периодических остановок длязаполнения элюентом, а вторых — большая сложность конструкции и, как следствие,высокая цена. Для простых систем с невысокими рабочими давлениями 1-5 МПа суспехом применяют недорогие перистальтические насосы, но так как при этомтрудно добиться постоянства давления и скорости потока, их использованиеограничено препаративными задачами.
Инжектор (3) обеспечивает вводпробы смеси разделяемых компонентов в колонку с достаточно высокойвоспроизводимостью. Простые системы ввода пробы — «stop-flow» требуютостановки насоса и, поэтому, менее удобны, чем петлевые дозаторы, разработанныефирмой Reodyne.
Колонки (4) для ВЭЖХпредставляют собой толстостенные трубки из нержавеющей стали, способныевыдержать высокое давление. Большую роль играет плотность и равномерностьнабивки колонки сорбентом. Для жидкостной хроматографии низкого давления суспехом используют толстостенные стеклянные колонки. Постоянство температурыобеспечивается термостатом (5).
Детекторы (6) для жидкостнойхроматографии имеют проточную кювету, в которой происходит непрерывноеизмерение какого-либо свойства протекающего элюента. Наиболее популярнымитипами детекторов общего назначения являются рефрактометры, измеряющие показательпреломления, и спектрофотометрические детекторы, определяющие оптическуюплотность растворителя на фиксированной длине волны (как правило, вультрафиолетовой области). К достоинствам рефрактометров (и недостаткамспектрофотометров) следует отнести низкую чувствительность к типу определяемогосоединения, которое может и не содержать хромофорных групп. С другой стороны,применение рефрактометров ограничено изократическими системами (с постояннымсоставом элюента), так что использование градиента растворителей в этом случаеневозможно.
Колонки для ВЭЖХ, которые чащевсего используют в анализах загрязнителей окружающей среды, имеют длину 25 см и внутренний диаметр 4,6 мм, заполняются они сферическими частицами силикагеля размером 5-10мкм с привитыми октадецильными группами. В последние годы появились колонки сменьшим внутренним диаметром, заполненными частицами меньшего размера.Использование таких колонок приводит к уменьшению расхода растворителей ипродолжительности анализа, увеличению чувствительности и эффективностиразделения, а также облегчает проблему подключения колонок к спектральнымдетекторам. Колонки с внутренним диаметром 3,1 мм снабжают предохранительным картриджем (форколонкой) для увеличения срока службы и улучшениявоспроизводимости анализов.
В качестве детекторов всовременных приборах для ВЭЖХ используются обычно УФ-детектор на диоднойматрице, флуоресцентный и электрохимический.
Следуетиметь в виду, что в практической работе разделение часто протекает не поодному, а по нескольким механизмам одновременно. Так, эксклюзионное разделениебывает осложнено адсорбционными эффектами, адсорбционное — распределительными,и наоборот. При этом чем больше различие веществ в пробе по степени ионизации,основности или кислотности, по молекулярной массе, поляризуемости и другимпараметрам, тем больше вероятность проявления другого механизма разделения длятаких веществ.
Напрактике, наибольшее распространение получила «обращённофазовая»(распределительная) хроматография, в которой неподвижная фаза не полярна, аподвижная полярна (т. е. обратна «прямофазной» хроматографии).
В большинстве лабораторий мирагруппу из 16 приоритетных ПАУ анализируют методами ВЭЖХ или ХМС.
ГЛАВА 2. СУЩНОСТЬ ВЭЖХ
В высокоэффективной жидкостнойхроматографии (ВЭЖХ) характер происходящих процессов в хроматографическойколонке, в общем идентичен с процессами в газовой хроматографии. Отличиесостоит лишь в применении в качестве неподвижной фазы жидкости. В связи свысокой плотностью жидких подвижных фаз и большим сопротивлением колонокгазовая и жидкостная хроматография сильно различаются по аппаратурномуоформлению.
В ВЭЖХ в качестве подвижных фазобычно используют чистые растворители или их смеси.
Для создания потока чистогорастворителя (или смесей растворителей), называемого в жидкостной хроматографииэлюентом, используются насосы, входящие в гидравлическую систему хроматографа.
Адсорбционная хроматографияосуществляется в результате взаимодействия вещества с адсорбентами, такими каксиликагель или оксид алюминия, имеющими на поверхности активные центры.Различие в способности к взаимодействию с адсорбционными центрами разныхмолекул пробы приводит к их разделению на зоны в процессе движения с подвижнойфазой по колонке. Достигаемое при этом разделение зон компонентов зависит отвзаимодействия, как с растворителем, так и с адсорбентом.
Наибольшее применение в ВЭЖХнаходят адсорбенты из силикагеля с разным объемом, поверхностью и диаметромпор. Значительно реже используют оксид алюминия и другие адсорбенты. Основнаяпричина этого:
- недостаточная механическаяпрочность, не позволяющая упаковывать и использовать при повышенных давлениях,характерных для ВЭЖХ;
силикагель по сравнению соксидом алюминия обладает более широким диапазоном пористости, поверхности идиаметра пор; значительно большая каталитическая активность оксида алюминияприводит к искажению результатов анализа вследствие разложения компонентовпробы либо их необратимой хемосорбции.
Детекторы для ВЭЖХ
Высокоэффективная жидкостнаяхроматография (ВЭЖХ) используется для детектирования полярных нелетучихвеществ, которые по каким-либо причинам не могут быть переведены в формуудобную для газовой хроматографии, даже в виде производных. К таким веществам,в частности, относят сульфоновые кислоты, водорастворимые красители и некоторыепестициды, например производные фенил — мочевины.
Детекторы:
УФ — детектор на диоднойматрице. «Матрица» фотодиодов (их болеедвухсот) постоянно регистрирует сигналы в УФ- и видимой области спектра,обеспечивая таким образом запись УФ-В-спектров в режиме сканирования. Этопозволяет непрерывно снимать при высокой чувствительности неискаженные спектрыбыстро проходящих через специальную ячейку компонентов.
По сравнению с детектированиемна одной длине волны, которое не дает информации о «чистоте» пика, возможностисравнения полных спектров диодной матрицы обеспечивают получение результатаидентификации с гораздо большей степенью достоверности.
Флуоресцентный детектор. Большая популярностьфлуоресцентных детекторов объясняется очень высокой селективностью ичувствительностью, и тем фактором, что многие загрязнители окружающей средыфлуоресцируют (например, полиароматические углеводороды).
Электрохимический детектор используются для детектированиявеществ, которые легко окисляются или восстанавливаются: фенолы, меркаптаны,амины, ароматические нитро- и галогенпроизводные, альдегиды кетоны, бензидины.
Хроматографическое разделениесмеси на колонке вследствие медлен-ного продвижения ПФ занимает много времени.Для ускорения процесса хроматографирование проводят под давлением. Этот методназывают вы-сокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЖХ)
Модернизация аппаратуры,применяемой в классической жидкостной колоночной хроматографии, сделала ееодним из перспективных и совре-менных методов анализа. Высокоэффективнаяжидкостная хроматография является удобным способом разделения, препаративноговыделения и про-ведения качественного и количественного анализа нелетучихтермола-бильных соединений как с малой, так с большой молекулярной массой.
В зависимости от типаприменяемого сорбента в данном методе используют 2 варианта хроматографирования:на полярном сорбенте с использованием неполярного элюента (вариант прямой фазы)и на неполярном сорбенте с использованием полярного элюента — так называемая обращенно-фазоваявысокоэффективная жидкостная хроматография (ОфВЖХ).
При переходе элюента к элюентуравновесие в условиях ОфВЖХ устанавливается во много раз быстрее, чем вусловиях полярных сорбентов и неводных ПФ. Вследствие этого, а также удобстваработы с водными и водно-спиртовыми элюентами, ОфВЖХ получила в настоящее времябольшую популярность. Большинство анализов при помощи ВЖХ проводят именно этимметодом.
Детекторы. Регистрация выхода из колонкиотдельного компонента производится с помощью детектора. Для регистрации можноиспользовать изменение любого аналитического сигнала, идущего от подвижной фазыи связанного с природой и количеством компонента смеси. В жидкостнойхроматографии используют такие аналитические сигналы, как светопоглощение илисветоиспускание выходящего раствора (фотометрические и флуориметрическиедетекторы), показатель преломления (рефрактометрические детекторы), потенциал иэлектрическая проводимость (электрохимические детекторы) и др.
Непрерывно детектируемый сигналрегистрируется самописцем. Хроматограмма представляет собой зафиксированную наленте самописца по-следовательность сигналов детектора, вырабатываемых привыходе из ко-лонки отдельных компонентов смеси. В случае разделения смеси навнеш-ней хроматограмме видны отдельные пики. Положение пика на хроматограммеиспользуют для целей идентификации вещества, высоту или площадь пика — дляцелей количественного определения.
2.1 Применение
Наиболее широкое применениеВЭЖХ находит в следующих областях химического анализа (выделены объектыанализа, где ВЭЖХ практически не имеет конкуренции):
· Контроль качества продуктовпитания — тонизирующие и вкусовые добавки, альдегиды, кетоны, витамины, сахара,красители, консерванты, гормональные препараты, антибиотики, триазиновые,карбаматные и др. пестициды, микотоксины, нитрозоамины, полициклическиеароматические углеводороды и т.п.
· Охрана окружающей среды —фенолы, органические нитросоединения, моно— и полициклические ароматическиеуглеводороды, ряд пестицидов, главные анионы и катионы.
· Криминалистика — наркотики,органические взрывчатые вещества и красители, сильнодействующиефармацевтические препараты.
· Фармацевтическая промышленность— стероидные гормоны, практически все продукты органического синтеза,антибиотики, полимерные препараты, витамины, белковые препараты.
· Медицина — перечисленныебиохимические и лекарственные вещества и их метаболиты в биологическихжидкостях (аминокислоты, пурины и пиримидины, стероидные гормоны, липиды) придиагностике заболеваний, определении скорости выведения лекарственныхпрепаратов из организма с целью их индивидуальной дозировки.
· Сельское хозяйство —определение нитрата и фосфата в почвах для определения необходимого количествавносимых удобрений, определение питательной ценности кормов (аминокислоты ивитамины), анализ пестицидов в почве, воде и сельхозпродукции.
· Биохимия, биоорганическаяхимия, генная инженерия, биотехнология — сахара, липиды, стероиды, белки,аминокислоты, нуклеозиды и их производные, витамины, пептиды, олигонуклеотиды,порфирины и др.
· Органическая химия — всеустойчивые продукты органического синтеза, красители, термолабильныесоединения, нелетучие соединения; неорганическая химия (практически всерастворимые соединения в виде ионов и комплексных соединений).
· контроль качества ибезопасности продуктов питания, алкогольных и безалкогольных напитков, питьевойводы, средств бытовой химии, парфюмерии на всех стадиях их производства;
· определение характеразагрязнений на месте техногенной катастрофы или чрезвычайного происшествия;
· обнаружение и анализнаркотических, сильнодействующих, ядовитых и взрывчатых веществ;
· определение наличия вредныхвеществ (полициклические и другие ароматические углеводороды, фенолы,пестициды, органические красители, ионы тяжелых, щелочных и щелочно-земельныхметаллов) в жидких стоках, воздушных выбросах и твердых отходах предприятий и вживых организмах;
· мониторинг процессоворганического синтеза, нефте- и углепереработки, биохимических имикробиологических производств;
анализ качества почв длявнесения удобрений, наличия пестицидов и гербицидов в почве, воде и впродукции, а также питательной ценности кормов; сложные исследовательскиеаналитические задачи; получение микроколичества сверхчистого вещества.
ГЛАВА 3. ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯВЭЖХ В АНАЛИЗЕ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ВЭЖХ — метод мониторинга ПАУ в объектахокружающей среды
Дляполициклических ароматических углеводородов (ПАУ), экотоксикантов 1-го классаопасности, установлены крайне низкие уровни предельно допустимых концентраций(ПДК) в природных объектах. Определение ПАУ на уровне ПДК и ниже относится кчислу очень сложных аналитических задач и для их решения применяютсявысокотехнологичные методы анализа (ГХ-МС, ГХ, ВЭЖХ). При выборе метода длямониторинга к основным рассматриваемым характеристикам – чувствительность иселективность, добавляются экспрессность и экономичность, т.к. мониторингпредполагает проведение серийного анализа. Вариант ВЭЖХ на коротких колонкахмалого диаметра в значительной степени отвечает указанным требованиям. Сприменением данного метода авторами разработаны и аттестованы методики контролябенз[a]пирена в трех природных средах: аэрозоле, снежном покрове иповерхностных водах. Для методик характерны: простая унифицированная подготовкапробы, включающая экстракцию ПАУ органическими растворителями иконцентрирование экстракта, прямое введение сконцентрированного экстракта вхроматографическую колонку, применение многоволнового фотометрическогодетектирования в УФ области спектра, идентификация пиков ПАУ на хроматограммахс применением двух параметров, время удерживания и спектральное отношение.Суммарная погрешность не превышает 10 % при определении бенз[a]пирена ваэрозоле в диапазоне концентраций от 0.3 до 450 нг/м3, вповерхностных водах в диапазоне концентраций от 10 до 1000 нг/л, в снежномпокрове в диапазоне поверхностной плотности от 0.5 до 50 мкг/м2. Дляслучая одновременного определения приоритетных ПАУ (до 12 соединений) ирегистрации негомогенных пиков аналитов предложено повторное разделениеэкстракта с изменением селективности подвижной фазы, длины волны детектированияи температуры колонки с учетом индивидуальных свойств определяемого ПАУ.
1. Качество окружающеговоздуха. Массовая концентрация бенз[a]пирена. Методика выполнения измеренийметодом ВЭЖХ. Свидетельство об аттестации МВИ № 01-2000.
2. Качество поверхностныхи очищенных сточных вод. Массовая концентрация бенз[a]пирена. Методикавыполнения измерений методом ВЭЖХ. Свидетельство об аттестации МВИ № 01-2001.
3. Качество снежногопокрова. Массовая концентрация бенз[a]пирена. Методика выполнения измеренийметодом ВЭЖХ. Свидетельство об аттестации МВИ № 02-2001.
Удаление анилина из водныхрастворов с использованием отходов алюмотермического восстановления прокатноймедной окалины
Проблема удаления углеводородовиз сточных вод является актуальной задачей. Во многих химических,нефтехимических и других производствах образуются анилин и его производные,которые являются токсичными веществами. Анилин — сильноядовитое вещество, ПДК —0,1 мг/м3. Анилин и его производные растворимы в воде, поэтому немогут быть удалены гравитационным осаждением.
Одним из лучших методов очисткисточных вод от органических загрязнителей является применение неорганических иорганических адсорбентов, способных регенерироваться (алюмосиликаты,модифицированные глины, древесина, волокна и т. д.) и неспособных крегенерации(активированный уголь, макропористые полимерные материалы и т. д.).
Регенерируемые адсорбенты могутудалить из воды органические вещества разной полярности. Поиск эффективныхадсорбентов является актуальной задачей.
В настоящем сообщениипредставлены результаты исследования в области применения прокатной меднойокалины Ереванского кабельного завода (ОПМОЕрКЗ) в качестве сорбентов анилина.
Хроматографическиеисследования проводили на хроматографе ВЭЖХ / высокоэффективная жидкостнаяхроматография / системы (Waters 486 — detector, Waters 600S — controller,Waters 626 — Pump), на колонке 250 х 4 мм наполненными исследуемыми нами сорбентами, скорость мобильной фазы 1 мл/м / мобильной фазой являются исследуемыенами растворители/, детектор — UV-254. УФ-спектроскопический анализ проведен наспектрофотометре «Specord-50», спектры получены с помощью компьютерной программыASPECT PLUS.
Точно взвешенные порциисорбентов вносили в определенные объемы анилина в воде, начальные концентрациикоторых варьировали. Смесь тщательно взбалтывали в течение 6 ч. Далее пробуоставляли для отстоя. Адсорбция завершается практически в течение 48 ч.Количество осажденного анилина определено УФ-спектрофотометрическим, а такжерефрактометрическим анализом.
Вначале были исследованыадсорбционные свойства ОПМОЕрКЗ при удалении анилина из раствора втетрахлорметане. Оказалось, что анилин лучше всего поглощает сорбент 3(таблица).
Проведены также измерения дляводных растворов анилина в концентрациях 0,01— 0,0001 моль/л. В таблицеприведены данные по 0,01 М раствору.
Таблица
Поглощение анилина различнымисорбентами из 0,01 М водного раствора анилина при 20°С№ Состав сорбента Максимальная поглощаемость, г/г сорбента 1 Al2O3 — 28,9%; CaS — 57,05%; SiO2 — 6,4%; Na2O — 3,15%; невосстановленные металлы — 4,5% 0,0095 2 Al2O3 — 35,0%; CaS — 49,6%; SiO2 — 7,0%; Na2O — 3,5%; невосстановленные металлы — 4,9% 0,0090 3 Al2O3 — 32,0%; CaS — 52,1%; SiO2 — 7,3%; Na2O — 3,2%; невосстановленные металлы — 5,4% 0,011
Ранее было установлено, чтоадсорбция в указанных пределах концентраций возрастает и линейно зависит откоэффициента преломления. Количество анилина было определено из графическойзависимости «коэффициент преломления — молярная концентрация» и скорректированоданными как жидкостной хроматографии, так и УФ-спектрального анализа.
Наиболее активным для водныхрастворов является сорбент 3. Количество адсорбированного загрязнителярассчитывалось как разница между общим количеством загрязнителя, добавленного вначальный раствор, и его остатком в конечном растворе.
Методы определения ПАУ вобъектах окружающей среды
Как правило для определения ПАУиспользуются методы газовой хроматографии (ГХ) и высокоэффективной жидкостнойхроматографии (ВЭЖХ). разделение основных 16 ПАУ, достаточное дляколичественного анализа, достигается применением либо капиллярных колонок вгазовой хроматографии, либо высокоэффективных колонок применяемых в ВЭЖХ.Необходимо помнить, что колонка, хорошо разделяющая калибровочные смесишестнадцати ПАУ не гарантирует, что они также хорошо будут разделяться на фонесопутствующих органических соединений в исследуемых пробах.
В целях упрощения анализа, атакже для достижения высокого качества получаемых результатов, большинствоаналитических процедур содержит этап предварительного выделения (сепарации) ПАУсреди иных групп сопутствующих соединений в пробах. Чаще всего в этих целяхиспользуются методы жидкостной хроматографии низкого давления в системежидкость-твердое тело или жидкость-жидкость с использованием механизмовадсорбции, например с использованием силикагеля или окиси алюминия, иногдаиспользуются смешанные механизмы, например адсорбции и исключения с применениемcефадексов.
Использование предварительнойочистки проб позволяет при определении ПАУ избежать влияния:
— полностью неполярныхсоединений, таких, как алифатические углеводороды;
— умеренно и сильно полярныхсоединений, например, фталанов, фенолов, многоатомных спиртов, кислот;
— высокомолекулярных соединенийтаких, как, например, смолы.
В высокоэффективной жидкостнойхроматографии (ВЭЖХ) используются главным образом два типа детекторов:флуориметрический детектор или спектрофотометрический детектор с фотодиоднойлинейкой. Предел обнаружения ПАУ при флуориметрическом детектировании оченьнизкий, что делает этот метод особенно пригодным для определения следовыхколичеств полиароматических соединений. Однако классические флуориметрическиедетекторы практически не дают информации о строении исследуемого соединения.Современные конструкции делают возможным регистрацию спектров флуоресценции,которые характеристичны для индивидуальных соединений, но они пока не получилиширокого распространения в практике рутинных измерений. Спектрофотометрическийдетектор с фотодиодной линейкой (ФДЛ) дает возможность регистрации спектровпоглощения в УФ- и видимом спектральном диапазоне, эти спектры могутиспользоваться для идентификации. Аналогичная информация может быть получена сиспользованием быстросканирующих детекторов.
При выборе аналитическойтехники, предназначенной для разделения, идентификации и количественногоанализа упомянутых ПАУ необходимо учитывать следующие условия:
— уровень определяемыхсодержаний в исследуемых пробах;
— количество сопутствующихсубстанций;
— применяемая аналитическаяпроцедура (методика выполнения измерений);
— возможности серийнойаппаратуры.
Разработкаметодики определения щелочноземельных элементов и магния методом ионнойвысокоэффективной жидкостной хроматографии
Разработкаи совершенствование методов, позволяющих решать задачи анализа вод- важнаяпроблема аналитической химии. Развитие высокоэффективной жидкостнойхроматографии высокого давления стимулировало развитие нового направления вионообменной хроматографии- так называемой ионной хроматографии. Синтезсорбентов для ионной хроматографии затруднен, поскольку к ни предъявляетсядовольно много требований. В связи с отсутствием коммерчески доступных высокоэффективныхкатионитов, была использована динамически модифицированная обращеная фаза, длячего был синтезирован модификатор: N-гексадецил-N-деканоил-парамино-беноилсульфокислоты этил- диизопропиламмоний (ДГДАСК), где гидрофобный амин,содержащий группу SO3-, способный к катионному обмену.После пропускания раствора модификатора поглощение при l = 260 нм достигало 6,4единиц оптической плотности (° Е) с выходом на плато. Рассчитанная ионообменнаяемкость составляет 15,65 мкмоль. Так как катионы щелочноземельных элементов имагния не поглощают в УФ- области спектра, использовалась непрямая УФ- детекцияс применением синтезированного УФ- поглощающего элюента 1,4- дипиридинийбутанабромида (ДПБ бромид). Так как галоген- ионы разрушают стальные части колонки,то бромид-ион 1,4- дипиридинийбутана заменили на ацетат- ион. При промыванииколонки элюентом происходит замена противоиона модификатора-этилдиизопропиламмония на УФ- поглощающий ион 1,4- дипиридинийбутан. Разделениекатионов осуществляли при оптимальной длине волны l = 260 нм на шкале 0,4 А врежиме “складывания шкалы”; полярность самописца меняли на обратную. Разделениевсех изучаемых катионов достигнуто при ведении комплексообразующей добавки-щавелевой кислоты. Пределы обнаружения Mg2+, Ca2+, Sr2+,Ba2+ составляют 8 мкг/л; 16 мкг/л; 34 мкг/л; 72 мкг/лсоответственно. В выбранных условиях проанализированы водопроводная вода,содержание Ca2+ в которой составляет 10,6 +1,9 мг-ион/л, Mg2+-2,5+ мг-ион/л. Ошибка воспроизводимости не превышает для Ca2+ -2,2%,для Mg2+– 1,4%.
Анализкомплексов кадмия в окружающей среде
Дляизучения механизмов миграции тяжелых металлов в биосфере необходимы данные охимических формах существования металлов в природе. Сложности при анализесоединений одного из самых токсичных металлов — кадмия — связаны с тем, что онобразует непрочные комплексы, и при попытке их выделить искажаются природныеравновесия. В данной работе соединения кадмия в почве и растениях исследованыпри помощи методики, основанной на хроматографическом разделении экстрактов споследующей идентификацией компонентов методами химического анализа. Такойподход позволил не только идентифицировать химические формы кадмия, но ипрослеживать их трансформации в объектах окружающей среды.
Скадмием в объектах биосферы координируются ОН-группы углеводов и полифенолов(включая флавоноиды), С=О, фосфаты, NH2, NO2, SH-группы.Для целей настоящего исследования был составлен набор модельных лигандов,представляющих эти классы соединений. Взаимодействие модельных лигандов сводорастворимыми солями кадмия было исследовано методами УФ спектроскопии иВЭЖХ.
Длявыделения соединений кадмия использовали экстракцию специально подобранными (необразующими комплексов с Cd) растворителями. Так удается отделить кадмий отвсех тяжелых металлов, кроме его близкого химического аналога – цинка. Кадмий-и цинк, содержащие пики на хроматограммах полученных экстрактов, выявляли припомощи связывания металлов в виде их дитизонатов. Для отделения от цинкаиспользовали различие в устойчивости комплексов Cd и Zn при рН 6-8. Выделенныесоединения Cd идентифицировали методом ВЭЖХ с изменением рН в процессеэлюирования. Был выполнен анализ соединений кадмия с компонентами почв и тканейрастений, а также идентифицированы вещества, вырабатываемые растениями в ответна увеличение поступления кадмия из почвы. Показано, что у злаков защитнымиагентами являются флавоноиды, в частности трицин, у бобовых – алкоксипроизводныецистеина, у крестоцветных – как полифенолы, так и тиолы.
ГЛАВА4. АППАРАТУРА ДЛЯ ВЭЖХ
CЕРИЯACCELA
Новый сверхвысокоэффективныйжидкостный хроматограф ACCELA cпособен работать в широчайшем диапазонесокростей потоков и давлений, обеспечивая как типичное для ВЭЖХ разделение наобычных колонках, так и сверхбыстрое и эффективное разделение на колонках сразмером частиц сорбента менее 2 мкм при сверхвысоких давлениях (более 1000атм.).
Система включает квотернарныйградиентный инетрный насос, способный создавать давление свыше 1000 атм и собъемом задержки всего 65 мкл, обеспечивающий высокоскоростноехроматографическое разделение. Автосамплер ACCELA способен работать вцикле инжекции образца 30 секунд и обеспечивает высочайшую воспроизводимостьввода. Диодно-матричный детектор Accela PDA с минимизированным объемомпроточной ячейки (2 мкл) оптимизирован для работы в режиме высокоскоростнойхроматографии, использует патентованную технологию LightPipe и обеспечиваетсохранение симметричной формы пиков, которую дает использование безупречныххроматографической системы и колонок.
Система идеально соединяется с масс-спектрометрамидля создания самых мощных и лучших из доступных в мире систем ВЭЖХ/МС.
Колонки для рабты в режимесверхвысокоэффективной хроматографии с размером зерна 1.9 мкм доступны отThermo Electron для любых применений
CЕРИЯTSP
Модульный принцип построения приборовВЭЖХ позволяет заказчику гибко комплектовать оборудование для решения любыханалитических задач, а при их изменении оперативно и экономично егомодифицировать. Широкий выбор модулей включает насосы — от изократического дочетырехкомпонентного градиентного, от микроколоночного до полупрепаративного,все доступные детекторы, системы ввода образца — от ручных инжекторов доавтосамплеров с возможностью любых манипуляций с образцами, мощное программноеобеспечение для обработки результатов измерений и управления всеми модулямисистемы. Все модули сертифицированы по CSA, TUF/GS, FCC(EMI), VDE (EMI),ISO-9000, они компактны, обладают современным дизайном, просты в управлении,оснащены встроенным дисплеем и системой самодиагностики, позволяют создавать исохранять в памяти методы задачи параметров. Они соответствуют критериям «ОбразцовойЛабораторной Практики» (GLP) и занесены в Реестр Измерительных средств РФ.Протоколы измерений выдаются в соответствии с Фармакопеями Англии, США,Германии и Франции.
Модульные системы TSPотличаются высочайшей надежностью и устойчивостью в эксплуатации.
Сочетаниемодулей обеспечивает аналитика всеми преимуществами интегральной системы, содной стороны, и гибкостью модульной системы с другой. В какой бы областиприменений ВысокоЭффективной Жидкостной Хроматографии (ВЭЖХ) -фармакология,биотехнология, анализ объектов окружающей среды, клинический анализ, анализпищевых продуктов и напитков, анализ нефтехимической и химической продукции — не использовался этот прибор, он всегда оптимально конфигурируется для того,чтобы соответcтвовать наивысшим требованиям.
Как исследовательская, так ивысокопроизводительная рутинная системы обеспечивают:
• Высокоэффективную дегазациюрастворителя
• Возможность работы с малыми исверхмалыми количествами образца
• Высочайшую чувствительность,как с УФ/ВИД детектором, так и с диодной матрицей (со знаменитой LightPipeтехнологией с длиной оптического пути 1 или 5 см по выбору)
• Работу с различными колонкам
• Высочайшую точностьколичественного анализа
• Возможность автоматическойработы с разными объемами образца
• Среднеквадратичную ошибку повременам удерживания менее 0.3 %
• Минимальную рабочую площадь,занимаемую системой
• Высочайшую надежность истабильность параметров.
Surveyor LC Pump — ВЭЖХ насос, обладающийлучшими показателями воспроизводимости времен удерживания среди всех доступных вмире четырехкомпонентных градиентных насосов. Интегрированный четырехканальныйвакуумный дегазатор и демпфер пульсаций обеспечивают великолепную стабильностьбазовой линии для достижения максимальной чувствительности и точностиколичественного анализа.
Автодозатор обеспечиваетвысочайшую производительность и гибкость анализа. Широкий выбор поддонов дляобразцов — от стандартных виал до 96 — и 384-луночных микропластин — покрываетпотребности практически всех применений. Новая технология обеспечивает ввод пробыпрактически без потерь, практически 5 мкл образца вводятся автодозатором изполного объема образца в 5 мкл.
SURVEYOR
УФ/Вид детектор и PDA (Детекторс диодной матрицей)
Surveyor UV/Vis — детектор ультрафиолетового ивидимого света с переменной длиной волны является комбинацией экономичности инадежности с высочайшей чувствительностью LightPipe технологии. Широкий выборпроточных кювет делает этот детектор универсальным для всех применений от тех,которые используют капиллярную или микроколоночную хроматографию дополупрепаративных и препаративных.
Surveyor PDA детектор является самымчувствительным среди всех ВЭЖХ детекторов, использующих диодную матрицу. Оптикас двухламповым источником безразрывно покрывает весь диапазон длин волн от 190до 800 нм. Волоконно-оптический формирователь светового пучка обеспечиваетвеликолепное оптическое разрешение без принесения в жертву чувствительности.
Surveyor RI рефрактометрический детектор стермостатированной кюветой минимального объема с полным электронным контролем скомпьютера.
Surveyor FL флуориметрический сканирующийдетектор с высочайшей чувствительностью и возможностью детекции прифлюоресценции, хемилюминесценции и фосфоресценции.
Широкий выбор автосэмплеров позволяетработать как с обычными виалами, так и 96-позиционными планшетами, широкоиспользуемыми в биохимии и клинической практике. Работа с ними облегчаетсяблагодаря применению аналогичных планшетов для подготовки проб методомтвердофазной экстракции.
• 400 Электрический привод, петля Valco (20мкл — стандарт) с возможностью частичного заполнения.
Карусель 96 образцов.
Электрический привод, термостат колонки,петля Valco (100 мкл — стандарт) с возможностью частичного заполнения.РежимAutoMix для подготовки проб. Карусель для образцов: 84 х 2 мл (образцы) + Зх 10мл (реагенты). Встроенный термостат колонки.420
Петлевой автосэмплер для исследовательскихработ с возможностью работы в режимах полного, частичного заполнения и вводамикролитровых проб. Широкий выбор каруселей (стандартная — 96 образцов).
Планшетный автосэмплер для работы с 96- и384-позиционными планшетами. Ввод пробы в петлю под давлением, возможностьввода проб менее 1 мкл. Возможность установки податчика планшетов.ВЭЖХ
Основные производителиоборудования для ВЭЖХ
· Waters — сверхпроизводительнаяхроматография, масс-спектрометрия, колонки, твердофазная экстракция;
· Varian, Inc. — хроматографы иколонки, аксессуары для твердофазной экстракции;
· Agilent Technologies —хроматографы и колонки;
· Hypersil — колонки и сорбенты.
· Merck KGaA — ТСХ пластины иаксессуары для ТСХ, колонки, сорбенты подвижные фазы для ВЭЖХ, аксессуары длятвердофазной экстракции
· Dionex — оборудование и колонкидля ВЭЖХ, особенно для ионной хроматографии.
Литература
1.Пилипенко А.Т.,Пятницкий И.В. Аналитическая химия. В двух книгах: кн..1 – М.: Химия,1990,-480с.
1. ПилипенкоА.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. В двух книгах: кн..2 – М.: Химия,1990,-480с.
2. ВасильєвВ.П. Аналитическая химия. В 2 ч. Ч. 2. Физико – химические методы анализа:Учеб. для Химко – технол. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1989. – 384с.
3. Гидрохимическиематериалы. Том 100. Методы и технические средства оперативного мониторингакачества поверхностных вод. Л.: Гидрометео-издат, 1991. – 200с.
4. ЛурьеЮ.Ю. Аналитическая химия производственных сточных вод / Ю.Ю. Лурье; М.: ХимияЮ,1984. — 448с.
5. ЮингГ. Инструментальные методы химического анализа / Пер. с англ. М.: Мир, 1989. –348 с.
6. ГореликД.О., Конопелько Л.А., Панков Э.Д. Экологический мониторинг. В 2 т. СПб.:Крисмас. 2000. – 260 с.
7. АйвазовБ.В. Введение в хроматографию. М.: Высш. шк., 1983. – 450 с.
8. ГольдбергК.А., Вигдергауз М.С. Введение в газовую хроматографию. М.: Химия, 1990. – 329с.
9. Столяров Б.В. и др. //Практическая газовая и жидкостная хроматография. СПб.: СПбГУ, 1998. — С. 81.11. Горшков А.Г., Маринайте И.И. ВЭЖХ — метод мониторинга ПАУ в объектах окружающей среды
12. Торосян Г. О., Мартиросян В. А., Алексанян А. Р.,Закарян М. О…Удаление анилина из водных растворов с использованием отходов алюмотермическоговосстановления прокатной медной окалины
13. Л.А. Туркина, Г.Н.Королева Разработка методики определения щелочноземельных элементов и магнияметодом ионной высокоэффективной жидкостной хроматографии
14. Дульцева Г.Г.,Дубцова Ю.Ю., Скубневская Г.И. Анализ комплексов кадмия в окружающей среде
Приложение
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛОМАЗОНА В ВОДЕХРОМАТОГРАФИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК4.1.1415-03
1. Подготовлены: Федеральнымнаучным центром гигиены им. Ф.Ф.
Эрисмана; Московской сельскохозяйственнойакадемией им. К.А.
Тимирязева; при участииДепартамента Госсанэпиднадзора Минздрава России. Разработчики методики указаныв конце.
2. Методические указаниярекомендованы к утверждению Комиссией по госсанэпиднормированию при МинздравеРоссии.
3. Утверждены Главным государственнымсанитарным врачом
Российской Федерации, Первымзаместителем Министра здравоохранения Российской Федерации, акад. РАМН Г.Г.Онищенко 24 июня 2003 г.
4. Введены с 30 июня 2003 г.
5. Введены впервые.
1. Вводная часть
Фирма-производитель: ФМС (США).
Торговое название: КОММАНД.
Действующее вещество: кломазон.
2-(2-хлорбензил)-4,4-диметил-3-изоксалидин-3-он(ИЮПАК)
Светло-коричневая вязкаяжидкость.
Температура плавления: 25 -С.
Температура кипения: 275 -С.
Давление паров при 25 -С: 19,2мПа.
Коэффициент распределениян-октанол/вода: K logP = 2,5.
Хорошо растворим в ацетоне, гексане,этаноле, метаноле,
хлороформе, дихлорметане иацетонитриле; растворимость в воде -
1,10 г/куб. дм. Стабилен прикомнатной температуре не менее 2 лет, при 50 -С — не менее 3 месяцев.
Краткая токсикологическая характеристика:Острая пероральная
токсичность (LD) для крыс — 1369 — 2077 мг/кг; острая дермальная
токсичность (LD) для крыс — более2000 мг/кг; острая
ингаляционная токсичность (LC)для крыс — 4,8 мг/куб. дм (4 ч).
Гигиенические нормативы. ПДК вводе — 0,02 мг/куб. дм.
Область применения препарата. Кломазон- гербицид избирательного действия, применяемый для борьбы со злаковыми и двудольнымисорными растениями в посевах сои и риса при довсходовом или предпосевномвнесении.
2. Методика определениякломазона в воде
хроматографическими методами
2.1. Основные положения
2.1.1. Принцип методики
Методика основана на извлечениикломазона из анализируемой пробы гексаном, концентрировании экстракта и последующемколичественном определении альтернативными методами:
высокоэффективной жидкостной хроматографией(ВЭЖХ) с
ультрафиолетовым детектором,газожидкостной хроматографией (ГЖХ) с детектором постоянной скорости рекомбинацииили тонкослойной хроматографией (ТСХ). Количественное определение проводится методомабсолютной калибровки.
2.1.2. Избирательность метода
В предлагаемых условиях метод специфиченв присутствии глобальных загрязнителей окружающей среды: хлорпроизводные циклопарафинов(изомеры ГХЦГ), соединений дифенильного ряда (ДДТ и его производные), ихметаболитов — полихлорированных бензолов и фенолов, а также в присутствиитрихлорацетата натрия, который может применяться на посевах в качествегербицида.
2.1.3. Метрологическаяхарактеристика метода (Р = 0,95)
Реактивы, растворы и материалы
Кломазон с содержанием д. в.99,8%
(ФМС, США)
Азот, оч ГОСТ 9293-79
Аммиак водный, 25%-ный, ч ГОСТ1277-81
Ацетон, ч ГОСТ 2603-79
н-Гексан, ч ГОСТ 2603-79
Водорода пероксид, 30%-ный водныйраствор ГОСТ 10929-77
Изопропиловый спирт, хч ТУ6-09-402-75
Кислота серная, хч ГОСТ 4203-77
Кислота хлороводородная(соляная), хч ГОСТ 3118-77
Метиловый спирт, хч ГОСТ
Натрия гидроксид, хч, 25%-ныйводный раствор ГОСТ 4323-77
Натрия сульфат безводный, хч ГОСТ1277-81
Серебра нитрат, хч ГОСТ 1277-81
2-Феноксиметанол, ч ТУ6-09-3688-76
Хроматон N-AW-DMCS (0,16 — 0,20 мм)
с 5% SE-30, Хемапол, Чехия
Хроматон N-AW-DMCS (0,16 — 0,20 мм) с 1,5
ОV-17 + 1,95% QF-1, Хемапол,Чехия
Пластинки для ВЭТСХ (СССР)
Пластинки «Кизельгель 60F-254» (ФРГ)
Пластинки «Силуфол»Чехия
Бумажные фильтры «белаялента», обеззоленные и предварительно промытые гексаном ТУ 6-09-2678-77
2.3. Приборы, аппаратура,посуда
Жидкостный хроматограф Милихром
с ультрафиолетовым детектором
Хроматографическая колонкастальная,
длиной 64 мм, внутренним диаметром 2 мм,
заполненная Силасорбом 600,зернением 5 мкм
Хроматограф газовый серии«Цвет» или
аналогичный, снабженныйдетектором постоянной
скорости рекомбинации (ДПР) спределом
детектирования по линдану 4 x10 г/куб. см
Хроматографическая колонкастеклянная, длиной
1 или 2 м, внутренним диаметром 2 — 3 мм
Микрошприц типа МШ-10,вместимостью 10 мкл ТУ 5Е2-833-024
Аппарат для встряхивания типаАВУ-6с ТУ 64-1-2851-78
Баня водяная ТУ 64-1-2850-76
Весы аналитические типа ВЛА-200ГОСТ 34104-80Е
Камера хроматографическая ГОСТ10565-74
Насос водоструйный ГОСТ10696-75
Облучатель ртутно-кварцевыйтипа ОКН-11 ТУ 64-1-1618-77
Пульверизаторы стеклянные ГОСТ10391-74
Ротационный вакуумныйиспаритель ИР-1М
или аналогичный ТУ 25-11-917-76
Установка компрессорная ТУ64-1-2985-78
Шкаф сушильный ТУ 64-1-1411-76Е
Воронки делительные ГОСТ3613-75
Колбы мерные, вместимостью 100мл ГОСТ 1770-74
Цилиндры мерные, вместимостью10, 50 мл ГОСТ 1770-74Е
Колбы грушевидные со шлифом,
вместимостью 100 мл ГОСТ10394-72
Колбы конические, вместимостью100 мл ГОСТ 22524-77
Пробирки центрифужные, мерные ГОСТ25336-82Е
Пипетки, вместимостью 0,1, 1,2, 5 и 10 мл ГОСТ 20292-74
Воронки химические, конусные,диаметром
34 — 40 мм ГОСТ 25336-82Е
2.4. Отбор проб
Отбор, хранение и подготовкапроб проводятся в соответствии с
«Унифицированными правиламиотбора проб сельскохозяйственной продукции, пищевых продуктов и объектов окружающейсреды для определения микроколичеств пестицидов», утвержденными за N 2051-79от 21.08.79
Отобранные пробы можно хранитьв холодильнике не более 5 дней. Перед анализом воду (при наличии взвеси)фильтруют через неплотный бумажный фильтр.
2.5. Подготовка к определению
2.5.1. Метод ВЭЖХ
2.5.1.1. Подготовка подвижнойфазы для ВЭЖХ
В мерную колбу вместимостью 100мл помещают с помощью пипетки 5 мл изопопанола и 5 мл метанола, доливают до меткигексаном, перемешивают, фильтруют.
2.5.1.2. Кондиционированиеколонки
Промыть колонку для ВЭЖХ смесьюгексан-метанол-изопропанол (90:5:5, по объему) в течение 30 мин. при скорости подачирастворителя 100 мкл/мин.
2.5.2. Метод ГЖХ. Подготовка икондиционирование колонки
Готовую насадку (5% SE-30 наХроматоне N-AW-DMCS) засыпают в стеклянную колонку, уплотняют под вакуумом,колонку устанавливают в термостате хроматографа, не подсоединяя к детектору, истабилизируют в токе азота при температуре 250 -С в течение 10 -12 ч.
2.5.3. Метод ТСХ
2.5.3.1. Приготовлениепроявляющих реагентов
2.5.3.1.1. Проявляющий реагентN 1
1 г нитрата серебра растворяютв 1 мл дистиллированной воды, добавляют 10 мл 2-феноксиметанола, 190 млацетона, 1 — 2 капли пероксида водорода, раствор перемешивают и переносят всклянку из темного стекла.
2.5.3.2.2. Проявляющий реагентN 2
0,5 г нитрата серебрарастворяют в 5 мл дистиллированной воды в мерной колбе на 100 мл, добавляют 10мл 25%-ного водного аммиака, раствор доводят до 100 мл ацетоном, перемешивают ипереносят в склянку из темного стекла.
2.5.3.2. Приготовлениеподвижной фазы для ТСХ
В мерную колбу вместимостью 100мл вносят 20 мл ацетона и добавляют до метки гексан, перемешивают. Смесь наливаютв хроматографическую камеру слоем не более 6 — 8 мм за 30 мин. До началахроматографирования.
2.5.4. Приготовлениестандартных растворов
Основной стандартный растворкломазона с содержанием 100 мкг/мл готовят растворением 0,010 г препарата, содержащего 99,8% д. в., в гексане в мерной колбе на 100 мл. Раствор хранится вхолодильнике в течение месяца.
Рабочие стандартные растворы сконцентрацией 0,4; 1,0; 2,0; 4,0; 10,0; 20 и 40,0 мкг/мл готовят из основного стандартногораствора кломазона соответствующим последовательным разбавлением гексаном.
Рабочие растворы хранят вхолодильнике не более месяца.
2.5.5. Построениеградуировочного графика
2.5.5.1. Градуировочный графикА (измерение по п. 2.7.1, ВЭЖХ)
Для построения градуировочногографика в инжектор хроматографа вводят по 5 мкл рабочего стандартного раствора кломазонас концентрацией 4,0; 10,0; 20,0 и 40 мкг/мл.
2.5.5.2. Градуировочный графикВ (измерение по п. 2.7.2, ГЖХ)
Для построения градуировочного графикав испаритель хроматографа вводят по 5 мкл рабочего стандартного раствора кломазонас концентрацией 0,4; 1,0; 2,0; 4,0 и 10,0.
Осуществляют не менее 5параллельных измерений. Находят среднее значение высоты хроматографическогопика для каждой концентрации. Строят градуировочный график (А или В) зависимостивысоты хроматографического пика в мм от концентрации кломазона в растворе вмкг/мл.
2.6. Описание определения
100 мл анализируемой пробы водыпомещают в делительную воронку вместимостью 250 мл, приливают 10 мл 25%-ного водногораствора гидроксида натрия, перемешивают и добавляют 20 мл н-гексана. Воронку встряхиваютв течение 3 мин., после разделения фаз гексановый слой сливают в грушевиднуюколбу вместимостью 100 мл, пропуская его через слой безводного сульфата натрия,помещенного в конической воронке на складчатом бумажном фильтре. Извлечение препаратаиз водной пробы повторяют еще дважды, используя по 20 мл н-гексана. Объединенныйгексановый экстракт упаривают на ротационном вакуумном испарителе при температуре40 -С почти досуха, остаток отдувают потоком воздуха или азота особой чистоты. Сухойостаток растворяют в 0,1 (ВЭЖХ, ТСХ) или 0,25 мл (ГЖХ) н- гексана и анализируютодним из хроматографических методов.
2.7. Условияхроматографирования
2.7.1. ВЭЖХ
Жидкостный хроматограф сультрафиолетовым детектором Милихром (Россия).
Колонка стальная длиной 64 мм,внутренним диаметром 2 мм,
заполненная Силасорбом 600,зернением 5 мкм.
Температура колонки: комнатная.
Подвижная фаза:гексан-изопропанол-метанол (90:5:5, по объему).
Скорость потока элюента: 100мкл/мин.
Рабочая длина волны: 240 нм.
Чувствительность: 0,4 ед.абсорбции на шкалу.
Объем вводимой пробы: 5 мкл.
Время выхода кломазона: около 6мин.
Линейный диапазондетектирования: 20 — 200 нг.
Образцы, дающие пики большие, чемстандартный раствор с концентрацией 40 мкг/мл, разбавляют подвижной фазой дляВЭЖХ.
2.7.2. ГЖХ
Хроматограф газовый«Цвет-570» с детектором постоянной скорости рекомбинации ионов.
Колонка стеклянная длиной 1 м,внутренним диаметром 3 мм, заполненная Хроматоном N-AW-DMCS с 5% SE-30 (0,16 — 0,20 мм).
Рабочая шкала электрометра 64 x10 10Ом.
Скорость движения лентысамописца 200 мм/ч.
Температура термостата колонки- 190 -С
детектора — 300 -С
испарителя — 220 -С
Скорость газа-носителя (азота)- 60 мл/мин.
Объем вводимой пробы — 5 мкл.
Время выхода кломазона — 2,5мин.
Линейный диапазондетектирования: 2 — 50 нг.
Образцы, дающие пики большие, чемстандартный раствор с концентрацией 10 мкг/мл, разбавляют гексаном.
Для повышения точности идентификациикломазона при совместном присутствии в пробе гамма-ГХЦГ, имеющего близкое времяудерживания, кломазон удаляется из пробы обработкой концентрированной серной кислотой.Повторный анализ пробы позволяет установить вклад кломазона в первичный хроматографическийсигнал.
2.7.3. ТСХ
Гексановый раствор в колбе,полученный по п. 2.6 количественно
(или его аликвотную часть)наносят на хроматографические пластинки «Силуфол», «Кизельгель60F-254» или «Пластинки для ВЭТСХ». Рядом наносят стандартныерастворы в объеме, соответствующем содержанию кломазона 1, 2, 5 и 10 мкг.Пластинку помещают в камеру для хроматографирования, содержащую смесь н-гексан-ацетон(4:1, по объему). После развития хроматограммы пластинку вынимают из камеры, помещаютее под тягу до испарения растворителей, затем обрабатывают одним из проявляющихреагентов и помещают под ультрафиолетовую лампу на 5 мин. Зона локализации препаратана пластинках «Силуфол», «Пластинках для ВЭТСХ» и «Кизельгель60F- 254» проявляется в виде серо-бурых пятен с величиной Rf 0,35, 0,85 и0,43, соответственно. Для определения кломазона методом ТСХ можно использоватьпластинки «Алюграм» и «Полиграм» (производства ФРГ). ВеличинаRf кломазона на этих пластинках составляет 0,37 и 0,38, соответственно.
3. Требования техникибезопасности
Необходимо соблюдать общепринятыеправила безопасности при работе с органическими растворителями, токсичными веществами,электронагревательными приборами.
4. Контроль погрешностиизмерений
Оперативный контрольпогрешности и воспроизводимости измерений осуществляется в соответствии срекомендациями МИ 2335-95. ГСИ «Внутренний контроль качества результатов количественногохимического анализа».
5. Разработчики
Юдина Т.В., Федорова Н.Е. (ФНЦГим. Ф.Ф. Эрисмана).
Давидюк Е.И. (УкрНИИГИНТОКС, г.Киев); Кисенко М.А., Демченко В.Ф. (Институт медицины труда АН и АМН Украины,г. Киев).