ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ ПЕСТИЦИДЫ


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ ХЛОРСОДЕРЖАЩИХ ПЕСТИЦИДОВ (ГЕКСАХЛОРБЕНЗОЛА, - И -ИЗОМЕРОВ ГХЦГ, ДДЭ, ДДТ) В ПОЧВЕ МЕТОДОМ ГАЗО-ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ*

_______________

* Методические указания разработаны Э.И.Бабкиной, Ц.И.Бобовниковой, Г.В.Миронюк, В.В.Егоровым (Институт экспериментальной метеорологии).

Утверждаю

Заместитель Главного государственного санитарного врача СССР А.И.Заиченко 12.10.77 N 1766-77

 

Краткая характеристика препаратов  дана в таблице 1.

1. Физико-химические свойства пестицидов

Пестицид

Эмпири-
ческая формула

Молекуляр-
ная масса

Т.пл., °С

Растворимость

ПДК в почве, мг/кг

ЛД для крыс, мг/кг

вода, мг/л
(25 °С)

органические растворители

4,4 ' -дихлорди-
фенилтрихлор-
метилметан-4,4'-ДДТ (, - ДДТ)

CHCl

354,5

108-109

0,005

Ацетон, гексан, бензол, ксилол, толуол, спирт, хлороформ

1,0

250-400

2,4 ' -дихлорди-
фенилтрихлор-
метилметан-2,4'-ДДТ (, - ДДТ)

CHCl

354,5

0,026

То же

4,4 ' -дихлорди-
фенилдихлор-
метилметан-4,4'-ДДТ (, - ДДТ) - метаболит ДДТ

CHCl

320,0

112,0

0,020

Ацетон, бензол, гексан, метанол

3400

1, 2, 3, 4, 5, 6-гексахлорцик-
логексан.
-ГХЦГ

CHCl

290,6

157-158

2,00

Бензол, гексан, эфир, четырех-
хлористый углерод, ацетон, хлороформ, ксилол, ацетон, эфир, метанол, дихлорэтан

1, 2, 3, 4, 5, 6-гексахлорцик-
логексан.
-ГХЦГ

CHCl

290,86

112,8

7,80

То же

1,0

125

1, 2, 3, 4, 5, 6-гексахлорбен-
зол-гексахлор-
бензол

CCl

284,8

228-231

0,005

Бензол, спирт, хлороформ, гексан

3500

4,4 ' -дихлорди-
фенилдихлор-
этилен-4,4'-ДДЭ (, - ДДЭ) - метаболит ДДТ

CHCl

318,0

0,014

Ацетон, гексан, бензол

Методика определения хлорорганических пестицидов в почве газо-жидкостной хроматографией. Основные положения. Принцип метода. Метод основан на извлечении хлорорганических пестицидов из исследуемой пробы почвы, предварительно увлажненной, экстракции пестицидов органическими растворителями - смесью гексана и ацетона (4:1), перераспределении пестицидов из водно-ацетонового раствора в гексан с последующей сернокислотной очисткой и количественном определении методом газо-жидкостной хроматографии с детектором по захвату электронов. Нижний предел определения 0,005-0,07 мг/кг. Минимально детектируемые количества гексахлорбензола и -ГХЦГ в хроматографируемом объеме (4 мкл) - 0,003 нг, -ГХЦГ - 0,004 нг, , -ДДЭ - 0,012 нг, , -ДДД - 0,02 нг, , -ДДТ - 0,05 нг, , -ДДТ - 0,06 нг. Степень определения пестицидов в пробах почв разного типа показана в таблице 2.

             

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

Тип почвы

Экстрагент

4,4 ' -ДДТ

2,4 ' -ДДТ

4,4 ' -ДДД

4,4 ' -ДДЭ

-ГХЦГ

-ГХЦГ

ГХБ

Дерново-подзо-
листая

Ацетон

90,0

90,0

90,0

50,0

65,0

65,0

65,0

Гексан:ацетон*

80,0

95,0

80,0

80,0

65,0

65,0

50,0

Пойменная

Ацетон

70,0

90,0

80,0

80,0

70,0

70,0

70,0

Гексан:ацетон

45,0

70,0

50,0

50,0

45,0

65,0

35,0

Каштановая

Ацетон

70,0

70,0

70,0

70,0

60,0

60,0

50,0

Гексан:ацетон

80,0

80,0

80,0

80,0

70,0

65,0

35,0

Чернозем

Ацетон

68,0

65,0

65,0

65,0

55,0

55,0

30,0

Гексан:ацетон

75,0

75,0

70,0

80,0

65,0

65,0

40,0

Сероземы

Ацетон

90,0

95,0

90,0

90,0

50,0

55,0

50,0

Гексан:ацетон

70,0

80,0

65,0

70,0

50,0

55,0

40,0

_______________

* 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

Препарат

Предел обнару-
жения,
 нг

Среднее значение степени опреде-
ления, %

Средняя квадра-
тичная ошибка единичного изменения

Средняя квадратич-
ная ошибка среднего арифме-
тического

Коэффи-
циент вариации единичного измерения , %

Довери-
тельный интер-
вал, %

Относи-
тельная погреш-
ность измере-
ния, %

ГХБ

0,003

63,1

9,62

4,80

15,20

11,50

18,25

-ГХЦГ

0,003

72,5

3,44

1,72

4,74

4,12

5,68

-ГХЦГ

0,004

70,1

4,25

2,12

6,07

5,08

7,25

, -ДДЭ

0,012

78,9

6,45

3,22

8,25

7,72

9,00

, -ДДД

0,020

90,0

4,71

2,36

5,23

5,66

6,28

, -ДДТ

0,050

84,5

5,40

2,70

6,39

6,48

7,70

, -ДДТ

0,060

76,5

8,92

4,96

11,66

7,93

10,43

Реактивы и растворы. Гексан х.ч. Петролейный эфир (40-70 °С) ч., перегнанный (используется только фракция 38-55 °С). Ацетон х.ч. Кислота серная х.ч., удельная масса 1,84. Натрия бикарбонат х.ч. Натрий сернокислый безводный х.ч. Вата обезжиренная (вату несколько раз промывают диэтиловым эфиром, высушивают и хранят и стеклянной посуде). Стандартные растворы х.ч. альдрина, гексахлорбензола (ГХБ), - и -ГХЦГ в гексане, мкг/мл: 0,020; , -ДДД и , -ДДЭ - 0,100; , - и , -ДДТ - 0,20, приготовленные из стандартных растворов в гексане, содержащих 100 мкг/мл пестицида. Носитель - хроматон-N-AW DMCS (0,16-0,20 мм). Неподвижная фаза - метилсиликон SE-30 (5%); метилнитрилсиликон, XE-60 (5%). Индикаторная бумага универсальная.

Приборы и посуда. Газовый хроматограф "Газохром 1106-Э", "Газохром 1109-ЭТ", "Цвет-106", "Цвет-5" с детектором по захвату электронов. Колонки стеклянные: длина 1,0-1,5 м, диаметр 3 мм. Микрошприцы на 10 мкл. Фарфоровая ступка с пестиком. Сито с диаметром отверстий 0,5 мм. Колбы конические на 250, 500 мл с притертыми пробками. Мерные цилиндры на 100 мл. Колбочка с Г-образным отводом для отгона гексана (см. рис.1). Круглодонные колбочки на 50 мл с притертыми пробками для сбора экстракта (рис.1, А ). Пипетки на 2, 5 и 10 мл. Воронки химические диаметром 4-8 см. Баня водяная. Аппарат для встряхивания (АВУ-1, АВУ-2) или аналогичный. Центрифуга ЦЛС-3.

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 .

Пестицид

Фаза SE-30

Фаза XE-60

по альдрину

по , -ДДЭ

по альдрину

по , -ДДЭ

Гексахлорбензол

0,53

0,26

0,48

0,17

-ГХЦГ

0,43

0,31

1,00

0,35

-ГХЦГ

0,53

0,26

1,45

0,51

Альдрин

1,00

0,50

1,00

0,35

, -ДДЭ

2,02

1,00

2,83

1,00

, -ДДТ

2,61

1,30

3,74

1,33

, -ДДД

2,67

1,33

7,00

2,48

, -ДДТ

3,22

1,60

6,40

2,26

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%.