Методические указания по определению остаточных количеств хлорсодержащих пестицидов (гексахлорбензола, "альфа"- и "гамма"-изомеров ГХЦГ, ДДЭ, ДДТ) в почве методом газо-жидкостной хроматографии

1. Физико-химические свойства пестицидов

        2. Значение (степень определения) хлорорганических пестицидов в почвах разного типа при экстракции различными органическими растворителями, %

_______________

* Экстрагент - гексан:ацетон (4:1).

Метрологическая характеристика метода приведена в таблице 3. Определению хлорорганических пестицидов мешают полихлорбифенилы.

3. Метрологическая характеристика метода определения хлорорганических пестицидов с помощью газо-жидкостной хроматографии. Анализируемая проба - почва, , доверительная вероятность

Рис.1. Колба для испарения гексана (А ) до конечного объема (1-5 мл) или досуха после очистки экстракта; колба для отгонки гексана (Б ). Размеры указаны в миллиметрах

Подготовка к определению. Отбор пробы. Из воздушно-сухого почвенного образца методом квартования берут среднюю пробу. Для этого весь образец высыпают ровным слоем на лист бумаги, делят на четыре равные части по диагонали, две из них ссыпают в коробку, оставшиеся совмещают и вновь квартуют. Оставшуюся пробу делят на квадратики и из каждого квадратика берут произвольное количество пробы для навесок (около 200 г). Отобранную среднюю пробу растирают в ступке, просеивают через сито 0,5 мм и помещают в картонную коробку. Из просеянной пробы берут для анализа 10-50 г.

Ход анализа. Экстракция смесью гексана и ацетона (4:1). Воздушно-сухую почву (10 г), отобранную методом квартования, помещают в коническую колбу на 250 мл, добавляют 20 мл дистиллированной воды и оставляют закрытой на сутки. Затем к увлажненной почве приливают 50 мл смеси гексана (или петролейного эфира, т.кип. 38-55 °С) и ацетона (40 мл гексана и 10 мл ацетона). Смесь в колбе энергично перемешивают в течение часа на аппарате для встряхивания или вручную, после чего ее из колбы переносят в центрифужные пробирки, центрифугируют 15 мин и декантируют жидкую часть в делительную воронку на 500 мл.

К оставшейся почве приливают 10 мл дистиллированной воды и 10 мл ацетона и все переносят в первую колбу для встряхивания. Затем приливают 40 мл гексана (или петролейного эфира) и образец встряхивают 30 мин. Снова центрифугируют, жидкую часть декантируют в делительную воронку к первой партии экстракта, а оставшуюся в центрифужной пробирке почву обмывают 10 мл гексана (или петролейного эфира) и сливают в воронку. К содержимому в делительной воронке добавляют 80 мл воды, встряхивают и водно-ацетоновый слой сливают в стакан, гексановый - в колбу для сбора экстракта, фильтруя его через безводный сульфат натрия, предварительно смоченный гексаном (20-30 г сульфата натрия помещают в химическую воронку с подложкой из обезжиренной ваты); сульфат натрия промывают 5-7 мл гексана и отжимают стеклянной пробкой.

Водно-ацетоновый слой экстрагируют еще 10 и 5 мл гексана по 2 мин. Объединенные гексановые экстракты концентрируют, испаряя гексан из колбочек с Г-образным отводом на водяной бане при температуре 72-75 °С (60-65 °С для петролейного эфира) (см. рис.1, Б ). При повышении температуры бани выше 78 °С происходит заметное улетучивание ГХЦГ.

Конечный объем концентрированного экстракта 3-5 мл переносят в делительную воронку на 50 мл, прибавляют 3-5 мл концентрированной серной кислоты и смесь осторожно перемешивают движением вверх-вниз, оставляют для разделения слоев и нижний слой отработанной серной кислоты сливают. Очистку повторяют до получения бесцветного слоя серной кислоты. К гексановому экстракту в делительной воронке добавляют 2-4 мл 2%-ного раствора NaHCO, осторожно перемешивают, нижний слой сливают, а гексановый экстракт промывают дистиллированной водой до нейтральных промывных вод.

Экстракт сушат путем фильтрования через воронку с безводным сульфатом натрия (сульфат предварительно смачивают гексаном), после фильтрования слой осушителя промывают 2-3 мл гексана и отжимают стеклянной пробкой. Затем экстракт упаривают на водяной бане при температуре 40-50 °С до 3-5 мл и (или) до 1 мл при комнатной температуре, перед хроматографированием измеряют объем. Аликвотную (гексановую) часть этого экстракта вводят и хроматограф.

Экстракция ацетоном. 10 г воздушно-сухой почвы помещают в коническую колбу на 250 мл, добавляют 20 мл дистиллированной воды и оставляют на сутки колбу закрытой. Через сутки к увлажненной почве приливают 40 мл ацетона и колбу встряхивают в течение часа на устройстве для встряхивания или вручную. После этого экстракт отделяют от почвы центрифугированием или фильтрованием смеси через складчатый фильтр из фильтровальной бумаги (предварительно промытый гексаном), помещенный в химическую воронку диаметром 7-8 см.

После фильтрования почву на фильтре промывают 10 мл ацетона (в ту же делительную воронку на 500 мл, в которую фильтровали раньше), затем почву с фильтра переносят в исходную коническую колбу, добавляют 10 мл дистиллированной воды и 30 мл ацетона и встряхивают колбу со смесью 30 мин на аппарате или вручную. Фильтрование производят в делительную воронку с первоначальным фильтром. После фильтрования колбу, в которой проводили встряхивание образца почвы, промывают 10 мл ацетона и этим же ацетоном промывают почву на фильтре.

К объединенным фильтратам в делительной воронке на 500 мл добавляют 450 мл дистиллированной воды и 40 мл гексана (или петролейного эфира, т.кип. 38-55 °С) и экстрагируют водно-ацетоновую смесь этим гексаном 5-10 мин осторожным движением вверх-вниз. После экстракции водно-ацетоновую смесь сливают в химический стакан, а гексановый экстракт - в коническую колбу. Затем водно-ацетоновый слой возвращают в делительную воронку, добавляют 30 мл гексана (или петролейного эфира) и экстрагируют таким же образом 5 мин.

Каждый раз при сливании гексанового экстракта в коническую колбу его пропускают через безводный сульфат натрия, предварительно смоченный гексаном (для двух экстрактов одного и того же образца 20-30 г сульфата натрия, помещенного в химическую воронку с подложкой из обезжиренной ваты), промывая его затем 5-7 мл гексана и отжимая стеклянной пробкой. Объединенные гексановые экстракты далее концентрируют так, как описано выше.

Условия хроматографирования на хроматографе "Цвет-106". Скорость протяжки ленты 10 мм/мин. Рабочая шкала электрометра 2·10 А. Колонка стеклянная, 1 м3 мм. Температурные режимы: испарителя 220 °С, колонки 200 °С, детектора 230 °С. Скорость газа-носителя азота 30 мл/мин.

Относительное время удерживания пестицидов t .

Линейность детектирования соблюдается в пределах от 0,01 до 0,30 нг для альдрина, - и -изомеров ГХЦГ и от 0,10 до 3,00 нг для ДДТ и его метаболитов.

Обработка результатов анализа. Количественное определение проводят методом соотношения со стандартом по высоте пиков, расчет содержания пестицидов (, мг/кг) ведут по формуле:

,

где - количество препарата (пестицида) в стандартном растворе, введенном в хроматограф, мг; - высота пика стандартного раствора пестицида, введенного в хроматограф, мм; - высота пика пестицида на хроматограмме экстракта, мм; - объем экстракта, введенный в хроматограф, мкл; - общий объем экстракта после упаривания или разведения, мл, - навеска анализируемой пробы почвы, кг; - процент определения каждого пестицида в данном типе почвы (см. табл.2), обусловленный как удерживающей способностью почвы, так и потерями при отгонке гексана из Г-образных колбочек. При отгонке на ротационном испарителе (ИР-1) увеличивается для ДДТ и его метаболитов на 5-8%, для ГХЦГ и ГХБ на 10-15%.