Физико-химические методы анализа компонентов окружающей среды - Работа 8.8. Определение остаточных количеств пестицидов: ДДТ и его метаболитов, альфа - ГХЦГ и гамма

Определение остаточных количеств пестицидов: ДДТ и его метаболитов, альфа-ГХЦГ и гамма-ГХЦГ методом хроматографии

Сущность метода заключается в экстракции пестицидов из навески исследуемого продукта ацетоном, очистке экстракта на хроматографической колонке с силикагелем АСКГ, очистке концентрированной серной кислотой и последующем хроматографировании на пластинках «Силуфол» с использованием гексана в качестве подвижного растворителя и обработке пластины проявляющим реактивом.

Материалы, реактивы: весы лабораторные; шкаф сушильный; баня водяная; камера для хроматографирования; пипетки; испаритель вакуумный ротационный; прибор для УФ-облучения; пластинки стеклянные или хроматографические марки «Силуфол» размером 150150 мм; чашки выпарительные на 50 и 100 см3; бумага масштабно-координатная; фильтры обеззоленные «синяя лента»; воронки делительные; палочки стеклянные; колбы конические; вата гигроскопическая; пульверизатор стеклянный (рис. 52); колонки хроматографические стеклянные (рис. 53); колбы мерные; пробирки мерные; груша резиновая; ацетон ч.д.а.; гексан ч.; кислота серная х.ч.; силикагель технический АСКГ; натрий серно-кислый безводный х.ч.; вода дистиллированная, не содержащая хлоридов; аммиак водный ч.д.а.; серебро азотно-кислое х.ч.; эталоны хлорорганических пестицидов: ДДТ, ДДЕ, ДДД, альфа-ГХЦГ и гамма-ГХЦГ. Приготовление растворов и проявляющего реактива дано в прил. 14.1 - 14.4.

Рис. 52. Пульверизатор стеклянный

Рис. 53. Колонка хроматографическая

Подготовка пластинок «Силуфол» для хроматографии. Перед употреблением пластинки «Силуфол» промывают дистиллированной водой. Для этого в хроматографическую камеру наливают воду на высоту 5-7 мм и помещают туда пластинки в вертикальном положении. После того как линия фронта подвижного растворителя, в данном случае воды, поднимется не доходя 10 мм до верха пластинки, ее вынимают и высушивают на воздухе.

Перед использованием пластинку активируют в сушильном шкафу при 65°С в течение 4-5 мин, а затем с вертикальных сторон удаляют слой в 3 мм, что способствует выравниванию фронта растворителя и улучшает разделение веществ.

Очистка силикагеля АСК. В склянку насыпают силикагель, заливают гексаном и перемешивают стеклянной палочкой, гексан сливают. Промывку повторяют 2-3 раза. Промытый силикагель сушат на воздухе под тягой. Хранят в плотно закрытой склянке.

Очистка ваты. В склянку помещают вату, заливают гексаном, выдерживают 5-10 мин и гексан сливают. Операцию повторяют 2-3 раза. Очищенную вату помещают в стеклянную воронку и сушат на воздухе под тягой. Хранят в закрытой склянке.

Подготовка хроматографической колонки. В нижнюю часть колонки помещают кусочек очищенной ваты, насыпают силикагель АСКГ на высоту 70 мм, уплотняют постукиванием по колонке деревянной палочкой, затем насыпают безводный серно-кислый натрий слоем в 10 мм. Через колонку пропускают 20 см3 гексана и отжимают силикагель с помощью резиновой груши.

Ход работы. Пробу испытуемого продукта массой около 50 г измельчают на лабораторной мельнице до получения полного прохода через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Оставшиеся на сите остатки измельчают ножницами и прибавляют к просеянной части продукта. Пробу тщательно перемешивают. Навеску массой 20 г, взвешенную с погрешностью не более 0,01 г, помещают в коническую колбу с притертой пробкой на 250 см3, заливают 50 см3 ацетона и встряхивают на аппарате 1 ч.

Экстракт фильтруют через воронку с бумажным фильтром в выпарительную чашку или колбу для отгонки. Экстракцию повторяют таким же количеством ацетона и фильтруют экстракт. Экстракты объединяют. Фильтр промывают два раза ацетоном по 5-10 см3.

Можно залитую ацетоном навеску оставить на 12-15 ч (как правило, на ночь) и затем экстрагировать, встряхивая на аппарате 1 ч.

Ацетон из объединенного экстракта испаряют на вакуумном ротационном испарителе. Испарять ацетон можно под тягой вытяжного шкафа или для ускорения испарения на водяной бане при температуре не выше 50°С. Маслянистый остаток растворяют в 5 см3 гексана и переносят содержимое в хроматографическую колонку, смывают чашку еще 3 раза гексаном по 3-5 см3, тоже переносят в колонку и отжимают резиновой грушей. Прошедший через колонку гексан отбрасывают.

Затем пестициды извлекают (элюируют) 100 см3 гексана, пропуская его через колонку порциями по 10-20 см3.

Элюат концентрируют до объема 0,1 см3 на вакуумном ротационном испарителе или под тягой вытяжного шкафа. Если концентрированный элюат маслянистый или темный, то его очищают серной кислотой. Для этого переносят его в делительную воронку, смывают чашку (колбу) 2-3 раза гексаном по 2-3 см3, прибавляют концентрированную серную кислоту порциями по 20 см3, каждый раз интенсивно встряхивая воронку в течение 1 мин. После отстаивания нижний (кислотный) слой отбрасывают. Очистку повторяют до прекращения окрашивания серной кислоты (нижнего слоя) в желтый цвет - 2-6 раз.

Удалив кислоту, элюат промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод (проверка по индикаторной бумаге) и фильтруют через воронку с серно-кислым натрием в чашку (или колбу), промывая делительную воронку и серно-кислый натрий гексаном по 5 см3 два раза.

Элюат концентрируют до объема нескольких капель. Затем проводят хроматографическую идентификацию пестицидов. Сконцентрированный элюат наносят пипеткой на хроматографическую пластинку на расстоянии 15 мм (линия старта) от ее нижнего края. Диаметр пятна не должен превышать 5 мм. Чашку (колбу) смывают тремя порциями гексана по 0,2 см3, которые наносят в центр этого же пятна периодическими прикосновениями пипеткой. Справа и слева на расстоянии 20 мм от пробы наносят в три точки рабочие растворы, содержащие 4,0; 1,0; 0,5 мкг пестицида. Допускается при необходимости наносить рабочие растворы, содержащие другое число микрограммов пестицида.

На дно камеры для хроматографирования наливают гексан на высоту 5-7 мм. Через 30 мин пластинку с нанесенными растворами помещают в камеру. После того как линия фронта подвижного растворителя (гексана) поднимется на 100 мм от линии старта, пластинку вынимают из камеры. Растворитель испарится в течение 1-2 мин. Затем пластинку снова помещают в эту же камеру и дают опять подняться растворителю на высоту 100 мм от линии старта. Пластинку вынимают, высушивают на воздухе, опрыскивают проявляющим реактивом, высушивают и помещают под УФ-лучи ртутно-кварцевой лампы на 10-15 мин.

При наличии хлорорганических пестицидов на пластинке появляются пятна серо-черного цвета на белом фоне, которые располагаются в следующем порядке (снизу вверх): гамма-ГХЦГ (Rf = 0,11), ДДТ (Rf = 0,20), альфа-ГХЦГ (Rf = 0,22), ДДТ (Rf = 0,45), ДДЕ (Rf = 0,74).

Для количественного определения пестицидов проводят измерение площадей пятен пробы и пестицида, учитывая визуально интенсивность их окрасок. Окрашенные пятна копируют на кальку и их площадь вычисляют с помощью масштабно-координатной бумаги.

Количество пестицидов (X) в миллиграммах на килограмм испытуемого продукта вычисляют по формуле

где А - количество препарата, содержащееся в нанесенном на пластинку рабочем растворе, мкг;

0,75 - коэффициент потерь препарата в процессе обработки пробы.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать, мг/кг:

Чувствительность метода определения на пластинках «Силуфол» для ДДТ - 0,01 мг/кг (0,2 мкг), для ГХЦГ - 0,05 мг/кг (1 мкг).

Допускается определять наличие пестицидов визуально сравнением интенсивности окраски пятен на пластинке пестицида и испытуемого продукта.

Приготовление стеклянных пластин. Тщательно промытую содой, хромовой смесью, дистиллированной водой и высушенную стеклянную пластинку размером 90120 или 130180 мм протирают этиловым спиртом или эфиром и покрывают сорбционной массой. Для приготовления сорбционной массы 50 г просеянной через сито 0,15 мм окиси алюминия смешивают в фарфоровой ступке с 5 г серно-кислого кальция, прибавляют 75 см3 дистиллированной воды и перемешивают до образования однородной массы. 10 г сорбционной массы равномерно распределяют по всей поверхности пластинки путем ее покачивания. Сушат пластинки при комнатной температуре 18-20 ч, можно сушить 20 мин при комнатной температуре, а затем 45 мин в сушильном шкафу при температуре 110°С.

Сорбционную массу готовят также из силикагеля: 35 г силикагеля КСК, просеянного через сито 0,15 мм, смешивают с 2 г серно-кислого кальция и 90 см3 дистиллированной воды. Силикагель предварительно очищают от примесей. Для этого его заливают на 18-20 ч разбавленной соляной кислотой (1:1). Кислоту сливают, промывают силикагель водой и кипятят 2-3 ч с разбавленной азотной кислотой (1:1), промывают проточной водопроводной, затем дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод, сушат в сушильном шкафу 4-6 ч при температуре 130 °С. Затем силикагель дробят и просеивают через сито. Хранят в плотно закрытой склянке.