Одновременное газохроматографическое определение полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в пищевых продуктах
Определение величин констант распределения исследуемых полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в экстракционных системах. Изучение возможности их группового выделения из природных матриц: рыбной продукции и продуктов животноводства.
Рубрика | Химия |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 19.08.2018 |
Размер файла | 141,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
УДК 543.544.32:542.61:[547.62+632.951.2]:641.1
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Одновременное газохроматографическое определение полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в пищевых продуктах
по специальности 02.00.02 - аналитическая химия
Буневич Наталья Викторовна
Минск, 2012
Работа выполнена в Государственном учреждении «Республиканский научно-практический центр гигиены» и Белорусском государственном университете
Научный руководитель - Лещев Сергей Михайлович доктор химических наук, профессор, профессор кафедры аналитической химии Белорусского государственного университета
Официальные оппоненты:
Жебентяев Александр Ильич доктор фармацевтических наук, профессор, заведующий кафедрой токсикологической и аналитической химии, УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»
Зинькова Татьяна Николаевна кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры
аналитической химии УО «Белорусский государственный технологический университет»
Оппонирующая организация - Государственное научное учреждение «Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси»
Защита состоится « 18 » сентября 2012 г. в 10.00 на заседании совета по защите диссертаций Д 02.01.09 при Белорусском государственном университете по адресу: 220030, г. Минск, ул. Ленинградская, 8 (юридический факультет), ауд. 407.
Телефон ученого секретаря 209-55-58.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусского государственного университета.
Автореферат разослан 2012 г.
Ученый секретарь совета по защите диссертаций, доктор химических наук, профессор Е.А. Стрельцов.
Введение
Полихлорированные бифенилы (ПХБ) и хлорорганические пестициды (ХОП) являются одними из самых распространенных и наиболее опасных стойких органических загрязнителей окружающей среды. В соответствии со Стокгольмской конвенцией, к которой присоединилась Республика Беларусь в 2004 г, необходим контроль содержания стойких органических загрязнителей в объектах окружающей среды. Основным источником поступления ПХБ и ХОП в организм человека являются пищевые продукты. Содержание токсикантов в грудном женском молоке является индикатором экологического состояния окружающей среды. В Республике Беларусь нормируется содержание ХОП во всех пищевых продуктах, ПХБ - в рыбной продукции, биологически активных добавках на основе рыбьего жира и детском питании на рыбной основе. В настоящее время требует решения проблема нормирования ПХБ в продукции животноводства. Контроль за содержанием ПХБ в пищевых продуктах в нашей Республике ранее не проводился из-за отсутствия методик их определения.
Схожесть физико-химических свойств ХОП и ПХБ, сложность их выделения из природных матриц, содержание в объектах окружающей среды в следовых количествах - всё это требует разработки высокочувствительных и селективных методов количественного обнаружения ПХБ и ХОП. Методы одновременного определения ПХБ и ХОП представляют большой интерес при разработке новых методик определения указанных веществ и при проведении мониторинга пищевых продуктов. Приоритетным методом, позволяющим достаточно селективно, быстро и надёжно определять содержание следовых количеств хлорорганических веществ, является капиллярная газожидкостная хроматография с электронно-захватным детектором при сравнительно невысокой стоимости и доступности такого оборудования.
Важное значение при определении указанных контаминантов в различных объектах имеет стадия пробоподготовки, включающая отделение аналитов от матрицы. Известно, что для выделения, концентрирования и последующего определения различных классов гидрофобных органических веществ успешно применяются системы типа алифатический углеводород-полярные органические растворители. Систематического изучения экстракции ПХБ и ХОП в этих системах не проводилось. Между тем, знание закономерностей экстракции указанных веществ в этих системах позволило бы разработать не только способы их совместного выделения и концентрирования из различных объектов, но и способы их разделения. Кроме того, использование при этом констант распределения ПХБ и ХОП дает возможность для дополнительного подтверждения достоверности результатов анализа сложных объектов, содержащих ПХБ и ХОП.
Общая характеристика работы
Связь работы с крупными научными программами и темами. Работа выполнялась в соответствии с отдельными проектами фундаментальных и прикладных исследований МЗ РБ по заданию «Разработать методику определения остаточных количеств полихлорированных бифенилов в рыбе и рыбной продукции» № госрегистрации 20041246 (годы выполнения: 2003-2005) и НИОКР по обеспечению деятельности МЗ РБ по заданию «Разработать методику биологического мониторинга хлорорганических соединений в грудном женском молоке на примере жительниц г. Минска» № госрегистрации 20061137 (годы выполнения: 2005-2007).
Цель и задачи исследования. Цель работы - разработка унифицированных методик одновременного определения «маркерных» конгенеров ПХБ и наиболее распространенных ХОП в модельных растворах, пищевых продуктах, грудном женском молоке, а также способов экстракционного выделения и концентрирования ПХБ и ХОП из различных объектов (масла, жиры и др.) и их экстракционного разделения с последующим газохроматографическим определением.
Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи:
установить оптимальные условия одновременного газохроматографического разделения и определения ПХБ и ХОП в модельных углеводородных растворах;
изучить возможность группового выделения ПХБ и ХОП из природных матриц, в частности - рыбной продукции, продуктов животноводства и грудного женского молока при их дальнейшем газохроматографическом анализе;
разработать методики одновременного газохроматографического определения ПХБ и ХОП в рыбе и рыбной продукции, в продуктах животноводства и грудном женском молоке;
определить величины констант распределения исследуемых ПХБ и ХОП в экстракционных системах типа: алифатический углеводород - полярные органические растворители (ацетонитрил, диметилформамид (ДМФА), диметилацетамид (ДМАА), диметилсульфоксид (ДМСО), этиленгликоль);
изучить влияние различных факторов на процесс распределения ПХБ и ХОП и установить закономерности изменения констант распределения от строения и свойств как экстрагируемых контаминантов, так и растворителей;
на основе величин констант распределения выяснить возможности экстракционного концентрирования, извлечения и разделения ПХБ и ХОП с целью разработки способов пробоподготовки различных по природе и составу объектов при их дальнейшем газохроматографическом анализе.
Объектами исследования являются ХОП, которые входят в перечень веществ под названием "грязная дюжина", и подлежат контролю в пищевой продукции: б-, в-, г-изомеры гексахлорциклогексана (ГХЦГ), ДДТ (4,4'-дихлордифенилтрихлорметилметан) и его метаболиты: ДДД (4,4'-дихлордифенилдихлорметилметан) и ДДЕ (4,4'-дихлордифенилдихлорэтилен), гептахлор, альдрин, гексахлорбензол (ГХБ); а также «маркерные» конгенеры ПХБ. Конгенеры ПХБ - это индивидуальные члены класса ПХБ, различающиеся по количеству атомов хлора в молекулах и их расположению в фенильных кольцах. Возможно существование 209 конгенеров ПХБ, что затрудняет их анализ. Поэтому, для аналитических исследований выбраны 7 «маркерных» конгенеров ПХБ, главным образом, из-за их высокого содержания в технических смесях и, следовательно, в окружающей среде, пищевых продуктах и кормах.
Положения, выносимые на защиту.
1. Унифицированные методики одновременного газохроматографического определения «маркерных» конгенеров ПХБ и ряда ХОП в модельных растворах и некоторых пищевых продуктах (рыбной продукции, продукции животноводства и грудном женском молоке).
2. Результаты мониторинговых исследований содержания ПХБ и ХОП в грудном женском молоке и жиросодержащих пищевых продуктах, полученные с использованием разработанных методик.
3. Систематизированные экспериментальные данные по величинам констант распределения ПХБ и ХОП в экстракционных системах алифатический углеводород-полярный органический растворитель.
4. Закономерности межфазного распределения ПХБ и ХОП в системах с участием полярных органических растворителей, их применение для оценки эффективности извлечения указанных контаминантов из различных объектов, а также возможности группового и селективного определения индивидуальных ПХБ и ХОП.
5. Способы экстракционной пробоподготовки жиров и масел при определении в них ПХБ и ХОП, способы экстракционного концентрирования и разделения ХОП, а также ХОП и ПХБ.
Личный вклад соискателя. Личный вклад соискателя заключается в непосредственном участии в исследованиях при разработке методик и проведении мониторинга контаминантов. Все экспериментальные исследования по определению величин констант распределения контаминантов выполнены лично автором. Формирование направлений исследований, анализ, обсуждение и интерпретация полученных результатов осуществлялись совместно с руководителем д.х.н., профессором С.М. Лещевым. Участие к.х.н. Шуляковской О.В. состоит в совместной постановке задач при разработке методик и оказании консультативной помощи при обсуждении и обобщении результатов, а также внедрении научных разработок. Вклад соавторов совместных публикаций по теме диссертационной работы заключается в участии при разработке методик и мониторинговых исследованиях, проведении метрологической аттестации разработанных методик.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы представлены на научных конференциях и семинарах по проблемам хроматографии, аналитической химии, защиты окружающей среды:
- Международных: научно-практической конференции «Экология человека в постчернобыльский период» (Минск, 2004;); 5-ой международной научной конференции «Сахаровские чтения 2005 года: экологические проблемы XXI века» (Гомель, 2005); научно-практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Минск, 2005); научно-практических конференциях «Здоровье и окружающая среда» (Минск, 2005, 2006, 2010); IV Международной конференции «Экстракция органических соединений» (Воронеж, РФ, 2010);
- Республиканской: научной конференции по аналитической химии с международным участием «Аналитика РБ-2010» (Минск, 2010).
Опубликованность результатов диссертации. Основные результаты диссертации изложены в 19 публикациях, включающих 3 статьи в рецензируемых изданиях (1,9 авторских листа), 5 статей в сборниках научных трудов, 3 статьи и 6 тезисов в сборниках материалов конференций, 2 патента.
Структура и объем диссертации. Диссертация включает перечень условных обозначений, введение, общую характеристику работы, четыре главы, заключение, библиографический список и приложения. Работа изложена на 183 страницах, в том числе содержит 24 таблицы на 9 страницах, 17 рисунков на 6 страницах, 12 приложений на 64 страницах, 114 наименований цитируемой литературы и 19 публикаций соискателя на 13 страницах.
Основное содержание работы
В первой главе приведен обзор литературы о современном состоянии исследований в области анализа ПХБ и ХОП. Дана краткая характеристика физико-химических свойств ПХБ и ХОП, источники их поступления в окружающую среду. Рассмотрены методы количественного анализа ПХБ и ХОП в различных объектах и способы пробоподготовки, а также возможности применения экстракционных систем типа алифатический углеводород-полярные органические растворители для выделения, разделения и концентрирования высокогидрофобных органических веществ.
Во второй главе описаны методики определения ПХБ и ХОП в модельных растворах и природных матрицах, используемые реактивы, материалы и оборудование. Представлены характеристики капиллярных хроматографических колонок и условия газохроматографического разделения и определения ПХБ и ХОП. Изложены использованные в работе методики определения констант распределения ПХБ и ХОП между алифатическим углеводородом и полярными органическими растворителями, а также статистической обработки полученных данных.
Структурные формулы исследованных ХОП и «маркерных» конгенеров ПХБ представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Структурные формулы ХОП и «маркерных» конгенеров ПХБ
Наименование ХОП |
Структурная формула |
Номер ПХБ по номенклатуре IUPAC |
Структурная формула |
|
б-ГХЦГ в-ГХЦГ г-ГХЦГ |
ПХБ 28 |
|||
Гексахлор-бензол |
ПХБ 52 |
|||
ДДТ |
ПХБ 101 |
|||
ДДД |
ПХБ 118 |
|||
ДДЕ |
ПХБ 138 |
|||
Гептахлор |
ПХБ 153 |
|||
Альдрин |
ПХБ 180 |
В третьей главе изложены и проанализированы результаты исследований, проведенных с целью разработки методик одновременного определения ПХБ и ХОП в пищевых продуктах.
Изучены условия газохроматографического разделения смеси ПХБ и ХОП на 5 капиллярных колонках, отличающихся составом и полярностью неподвижных фаз. Исследования проведены на модельных растворах (стандартный раствор смеси ПХБ и ХОП в гексане концентрацией 0,1 мкг/см3). Установлено, что при хроматографическом разделении данной многокомпонентной смеси необходимо использовать капиллярные колонки DB-1701 (длиной 30м) или RTX-1, позволяющие определять ПХБ и ХОП одновременно в одной пробе.
На колонке RTX-1 с неполярной диметил-полисилоксановой фазой происходит разделение всех ПХБ и ХОП, что обусловлено, главным образом, дисперсионными взаимодействиями с метилсилоксановой фазой. Последовательность выхода компонентов в значительной степени зависит от их молекулярных масс. Хроматограмма смеси стандартов ПХБ и ХОП на колонке RTX-1 представлена на рисунке 1.
Пики: |
1 - б-ГХЦГ, |
5 - ПХБ 28, |
9 - ПХБ 101, |
13 - ПХБ 153, |
|
2 - в- ГХЦГ, |
6 - гептахлор, |
10 - ДДЕ, |
14 - ДДТ, |
||
3 - ГХБ |
7 - ПХБ 52, |
11 - ПХБ 118, |
15 - ПХБ 138, |
||
4 - г-ГХЦГ, |
8 - альдрин |
12 - ДДД, |
16 - ПХБ 180 |
Рисунок 1 - Хроматограмма смеси стандартов ПХБ и ХОП на колонке RTX-1 (длиной 60м)
На колонке DB-1701 высокая селективность разделения исследованных ПХБ и ХОП обусловлена полярными циано-группами фазы, вступающими с контаминантами в различные виды взаимодействий, что также ведет и к изменению порядка выхода компонентов смеси. Хроматограмма смеси стандартов ПХБ и ХОП на колонке DB-1701 представлена на рисунке 2.
Оптимальными условиями газохроматографического разделения и определения ПХБ и ХОП являются (на газовом хроматографе "Perkin Elmer 8700" с детектором по захвату электронов): давление газа-носителя на входе в колонку - 180 кРа, температура испарителя - 250°С, температура детектора- 380°С, режим программирования температуры колонки:
(3 мин).
Пики: |
1 - ГХБ, |
5 - гептахлор, |
9 - ПХБ 101, |
13 - ДДД, |
|
2 - б-ГХЦГ, |
6 - ПХБ 52, |
10 - ДДЕ, |
14 - ПХБ 138, |
||
3 - г ГХЦГ, |
7 - альдрин |
11 - ПХБ 118, |
15 - ДДТ, |
||
4- ПХБ 28, |
8 - в- ГХЦГ, |
12 - ПХБ 153, |
16 - ПХБ 180 |
Рисунок 2 - Хроматограмма смеси стандартов ПХБ и ХОП на колонке DB-1701 (длиной 30м)
При разработке «Методики одновременного определения остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в рыбе и рыбной продукции с помощью газожидкостной хроматографии» (МВИ. МН 2352-2005) была изучена эффективность выделения жировой фракции, содержащей указанные контаминанты, из проб рыбной продукции известными способами. Для экстракции липидной фракции рыбы предпочтительнее использовать смесь гексана с ацетоном.
Предполагалось осуществлять двухстадийную очистку гексановых экстрактов проб сначала концентрированной серной кислотой, а затем на колонке, заполненной флоризилом или силикагелем. По экспериментальным данным установлено, что для очистки экстрактов проб от жировой матрицы достаточно одной стадии обработки экстрактов концентрированной серной кислотой. полихлорированный пестицид хлорорганический
После кислотной очистки необходимо отмывание экстракта водой и 1%-ным раствором гидрокарбоната натрия, осушение его сульфатом натрия, упаривание на роторном испарителе и определение контаминантов с помощью газожидкостной хроматографии с использованием детектора по захвату электронов и капиллярной колонки DB-1701 или RTX-1.
Интервал определяемых концентраций составляет 0,0001 - 0,0300 мг/кг продукта. Относительная суммарная погрешность измерения (при доверительной вероятности р=0,95) не превышает 19 %.
При разработке «Методики одновременного определения остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в грудном женском молоке и продуктах животноводства с помощью газожидкостной хроматографии» (Инструкция по применению № 109-1006) были исследованы различные варианты разрушения коллоидных частиц молока и способы совместного извлечения ПХБ и ХОП разными растворителями. Установлено, что для предварительной обработки пробы молока предпочтительнее использовать раствор оксалата калия и этанол, а для экстракции - диэтиловый эфир и гексан. При анализе мясных продуктов необходимо экстрагировать контаминанты смесью гексана с ацетоном.
Для очистки полученных экстрактов достаточно использовать одну стадию очистки с помощью концентрированной серной кислоты. Далее методика аналогична вышеизложенной.
Интервал определяемых концентраций составляет 0,0001 - 0,0300 мг/кг продукта. Относительная суммарная погрешность измерения (при доверительной вероятности р=0,95) составляет 10 - 19 %.
Проведены мониторинговые исследования рыбной, мясной и молочной продукции, употребляемой жителями Республики Беларусь, на содержание ПХБ и ХОП с использованием разработанных методик. Установлено, что в исследованных образцах рыбной продукции (более 30 наименований), содержание указанных контаминантов ниже нормативных требований Республики Беларусь. Наибольшие количества указанных контаминантов содержатся в печени трески.
Проведены мониторинговые исследования грудного женского молока (50 проб) жительниц г. Минска и Минской области. Наиболее часто в пробах грудного молока присутствуют ГХБ, -ГХЦГ, ДДЕ и ДДТ, а также конгенеры ПХБ 118, 138, 153. Проб, не содержащих ПХБ и ХОП, не обнаружено. Результаты наших исследований по содержанию исследованных контаминантов в грудном молоке жительниц г. Минска и Минской области согласуются с данными, полученными в других странах (России, Германии, Польши), и на порядок меньше допустимых уровней, принятых Всемирной организацией здравоохранения.
Разработанные методики по определению ПХБ и ХОП неприменимы для анализа объектов с высоким содержанием жиров, таких как растительные масла, животные жиры и углеводороды, так как возникают трудности, связанные с разрушением больших количеств жировой матрицы. Это приводит к резкому возрастанию трудозатрат и времени на пробоподготовку, порче хроматографической колонки при неполном удалении матрицы, а в ряде случаев - невозможности анализа таких объектов, как минеральные масла (в которых могут содержаться ПХБ), так как они вообще не разрушаются серной кислотой. В связи с этим необходима разработка неразрушающих методов удаления жировой или углеводородной матрицы с одновременным концентрированием аналитов. С этой целью изучали экстракцию ПХБ и ХОП полярными органическими растворителями.
В четвертой главе приведены результаты исследований по экстракции ПХБ и ХОП полярными органическими растворителями. Распределение ПХБ и ХОП изучали не для каждого вещества в отдельности, а использовали раствор смеси 15 стандартов указанных контаминантов в гексане (концентрацией 0,1; 0,2 и 0,5 мкг/см3) или декане (концентрацией 0,1 мкг/см3).
Константы распределения ПХБ и ХОП в экстракционных системах гексан-полярные органические растворители представлены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2 - Константы распределения ХОП в экстракционных системах гексан-полярные органические растворители
Растворитель (полярная фаза) |
Константы распределения хлорорганических пестицидов |
|||||||||
ГХБ |
альдрин |
гептахлор |
ДДЕ |
ДДТ |
ДДД |
б-ГХЦГ |
в-ГХЦГ |
г-ГХЦГ (линдан) |
||
Н2О* (ICH2=0,63) |
8·105 |
5·105 |
3·105 |
3·107 |
1,5·107 |
2·107 |
1·103 |
1·103 |
1·103 |
|
Ацетонитрил (ICH2=0,13) |
4,2 |
1,94 |
0,93 |
1,09 |
0,50 |
0,17 |
0,11 |
0,044 |
0,066 |
|
ДМФА (ICH2=0,11) |
1,1 |
0,56 |
0,24 |
0,17 |
0,057 |
0,031 |
0,041 |
0,016 |
0,027 |
|
ДМСО (ICH2=0,22) |
4,3 |
1,93 |
0,49 |
0,48 |
0,13 |
0,050 |
0,030 |
0,017 |
0,018 |
|
Этиленгликоль (ICH2=0,30) |
180 |
250 |
120 |
150 |
46 |
7,6 |
1,2 |
0,30 |
0,70 |
Примечание: 1) Н2О* - величины Р - расчётные данные; 2) ICH2 - критерии сольвофобного эффекта полярной фазы, взяты из литературы.
Из данных таблиц 2 и 3 следует, что замена воды на полярные органические растворители приводит к сильнейшему уменьшению констант распределения как ХОП, так и ПХБ. Константы распределения существенно различаются как для индивидуальных контаминантов, так и для различных растворителей.
Выявлены и проанализированы следующие факторы, влияющие на величины констант распределения ПХБ и ХОП.
Величина критерия сольвофобного эффекта полярной фазы - ICH2 (инкремент метиленовой группы). Из данных таблиц 2 и 3 видно, что в первом приближении величины констант распределения ПХБ и ХОП коррелируют с ICH2 полярной фазы. Так, наименьшие величины констант распределения для большинства ХОП и всех ПХБ наблюдаются в системах с участием ДМФА. Вместе с тем, ацетонитрил существенно уступает ДМФА, что связано не только с немного большей величиной критерия сольвофобного эффекта ацетонитрила, но и особенностями сольватации исследованных веществ полярной фазой.
Роль сольватационных взаимодействий изученных веществ с полярной фазой значительна и подтверждается тем, что ДМСО, обладая весьма высокой величиной ICH2, достаточно хорошо экстрагирует изученные вещества.
Таблица 3 - Константы распределения ПХБ в экстракционных системах гексан-полярные органические растворители
Растворитель (полярная фаза) |
Константы распределения полихлорированных бифенилов |
||||||
ПХБ 28 |
ПХБ 52 |
ПХБ 101 |
ПХБ 138 |
ПХБ 153 |
ПХБ 180 |
||
Н2О* (ICH2=0,63) |
2·106 |
8·106 |
3·107 |
1,2·108 |
1,2·108 |
5·108 |
|
Ацетонитрил (ICH2=0,13) |
1,9 |
1,3 |
2,1 |
2,2 |
3,0 |
3,4 |
|
ДМФА (ICH2=0,11) |
0,31 |
0,27 |
0,32 |
0,34 |
0,40 |
0,47 |
|
ДМСО (ICH2=0,22) |
0,93 |
0,79 |
0,99 |
0,95 |
1,2 |
1,4 |
|
Этиленгликоль (ICH2=0,30) |
55 |
70 |
160 |
260 |
430 |
630 |
Строение и свойства экстрагируемого соединения. Общей закономерностью для всех изученных систем является то, что наименьшие константы распределения веществ наблюдаются при их наибольшей С-Н-«кислотности» и количестве поляризованных С-Н-участков в их молекулах (б-, в-, г-изомеры ГХЦГ, ДДД, ДДТ). Поэтому, среди всех ХОП лучше всего полярными растворителями извлекаются все изомеры ГХЦГ, а хуже всего - ГХБ.
Примерный ряд экстрагируемости ХОП полярной фазой имеет следующий вид: ГХБ <альдрин <гептахлор <ДДЕ <ДДТ <ДДД <изомеры ГХЦГ.
Степень хлорирования молекул ПХБ. Все ПХБ умеренно или достаточно плохо экстрагируются большинством растворителей, что объясняется высокой степенью сопряжения атомов хлора с бензольными кольцами и их взаимным влиянием. Для всех растворителей в первом приближении характерно наличие «нормального» ряда экстрагируемости: константы распределения растут с увеличением числа атомов хлора в молекуле ПХБ, а скорость этого роста является функцией ICH2 (таблица 3). Так, при переходе от 3 к 7 атомам хлора константы распределения увеличиваются в 1,2 - 1,5 раза для ДМФА, в 2 - 2,5 раза - для ацетонитрила и ДМСО, и в 10 раз - для этиленгликоля.
Таким образом, закономерности изменения констант распределения от строения и природы как молекул ПХБ и ХОП, так и растворителя, имеют достаточно сложный, но вполне объяснимый характер.
С целью группового выделения исследованных ПХБ и ХОП в качестве полярного растворителя предпочтительнее использовать ДМФА или ацетонитрил. Предложены и апробированы следующие варианты для группового выделения контаминантов из жиров и масел.
Для извлечения ПХБ и ХОП диметилформамидом достаточно применить двухступенчатую экстракцию двукратным объёмом растворителя из предварительно разбавленного в 6 раз гексаном масла. Диметилформамидные экстракты объединяют, разбавляют в 3 раза водой и трижды экстрагируют гексаном при соотношении объёмов фаз гексан-водный раствор 1:5. Гексановые экстракты объединяют, очищают концентрированной серной кислотой, промывают водой и 1%-ным раствором гидрокарбоната натрия. Гексан затем упаривают, остаток растворяют в определённом объёме гексана и хроматографируют. Степень извлечения исследованных ПХБ и ХОП при этом составляет 90 - 98 %.
В случае применения ацетонитрила при трехкратной экстракции ХОП и ПХБ при соотношении объёмов гексан-ацетонитрил 1:3, степень извлечения большинства контаминантов составляет не менее 90%. Ацетонитрильный экстракт упаривают до сухого остатка, который растворяют в гексане. Затем, проводят сернокислотную очистку гексановой фазы и далее способ аналогичен вышеизложенному. При использовании ацетонитрила увеличивается расход растворителя, но возможность упаривания и регенерации ацетонитрила облегчает работу с ним.
Необходимо отметить, что константы распределения триглицеридов в системах гексан-ДМФА и гексан-ацетонитрил составляют порядка 1000 - 2000, гексан-ДМСО ~ 105, гексан-этиленгликоль ~ 107. Это открывает возможность практически полного удаления жировой или углеводородной матрицы даже при высоком соотношении объёмов полярная фаза - гексан. Так, практически все аналиты могут быть полностью извлечены ДМФА, ацетонитрилом, ДМСО из гексанового раствора путём его двукратной экстракции полярной фазой при соотношении объёмов гексан-полярная фаза 1:5 с одновременным практически полным удалением матрицы (более 98 %).
Используя полученные константы распределения аналитов, были рассчитаны факторы разделения для так называемых «трудных» пар аналитов, обладающих близкими временами удерживания.
Для селективного разделения многих ХОП, предпочтительнее использовать экстракционную систему с ДМСО, которая характеризуется достаточно высокими значениями факторов разделения и одновременно хорошей экстрагируемостью ПХБ и ХОП полярной фазой.
Следует учитывать, что значение фактора разделения больше 1 является необходимым условием разделения веществ. Но иногда этого недостаточно и на практике необходимо выполнение ещё одного условия:
,
>1, <1
где Р1, Р2 - константы распределения разделяемых веществ;
Vо, Vп - объемы углеводородной и полярной фаз соответственно.
Из приведенного условия следует, что в зависимости от величины произведения констант распределения разделяемых аналитов можно добиться оптимального экстракционного разделения путём разумного варьирования объёмов фаз (от 100:1 до 1:100). Если произведение констант больше единицы, то нужно уменьшать соотношение объёмов фаз экстракционной системы, и наоборот.
Так, на колонке RTX-1 очень близко расположены пики в-ГХЦГ и ГХБ, фактор разделения которых в системе с участием ДМСО больше 200. Поэтому в режиме проведения однократной экстракции и при соотношении объёмов гексан-ДМСО 4:1 в полярную фазу извлечётся 94 % в-ГХЦГ и 5,5 % ГХБ.
Учитывая необходимое и оптимальное условия разделения веществ, можно добиться наиболее эффективного экстракционного разделения и для других пар контаминантов.
Для наиболее селективного отделения изомеров ГХЦГ от других ХОП и ПХБ можно использовать системы с участием этиленгликоля, применив двухступенчатую экстракцию пятикратным объёмом растворителя (фактор разделения в указанной системе может достигать 2000).
При анализе реальных объектов достаточно часто возникает необходимость в подтверждении достоверности результатов анализа. Это зависит от типа пробы и особенно важно в тех случаях, когда разделяемые вещества обладают близкими временами удерживания, и в тоже время, присутствуют в анализируемом объекте в несопоставимых количествах. Поэтому возможны неправильная идентификация пиков и ошибочные результаты анализа.
Например, при проведении мониторинговых исследований рыбной продукции в одном из образцов печени трески (производства РФ) на хроматограмме гексанового экстракта (рисунок 3) рядом с пиком ПХБ 28 регистрируется пик неизвестного хлорсодержащего органического вещества, превышающий по площади пик ПХБ 28 в 200 раз. После промывки гексанового экстракта ацетонитрилом были исследованы 2 фазы: гексановая и ацетонитрильная. При этом обнаружено, что неизвестное хлорорганическое вещество концентрируется в ацетонитриле (Р=0,30) в отличие от ПХБ 28 (Р=1,9). На хроматограмме ацетонитрильной фазы после экстракции пик ПХБ 28 невозможно идентифицировать, так как в результате относительного концентрирования неизвестного вещества его пик полностью поглощает пик ПХБ 28. На хроматограмме гексановой фазы, неидентифицированный пик и его шумы соответственно уменьшились в 4 раза, что привело к улучшению разделения веществ.
Пики: |
1 - ГХБ, |
4 - альдрин, |
7 - ДДЕ, |
10 - ДДД, |
|
2 - ПХБ 28, |
5 - в-ГХЦГ, |
8 - ПХБ 118, |
11 - ПХБ 138 |
||
3 - ПХБ 52, |
6 - ПХБ 101, |
9 - ПХБ 153, |
Рисунок 3 - Хроматограмма, полученная при определении ПХБ и ХОП в гексановом экстракте печени трески (колонка DB-1701)
В результате можно сделать вывод, что на исходной хроматограмме, полученной при анализе печени трески, из-за несопоставимо высокого содержания неизвестного вещества и достаточно высокого уровня шумов происходит искажение расположенного рядом пика ПХБ 28 и занижение реального содержания его в анализируемом объекте в 1,3 - 1,4 раза. Данное предположение подтверждается при увеличении фрагментов хроматограмм (рисунки 4 - 6).
При анализе сложных объектов можно дополнительно проводить экстракцию контаминантов из гексанового раствора полярным органическим растворителем, рассчитать константы распределения контаминантов и сравнить их с установленными величинами. Если рассчитанные величины приближаются в пределах ошибки эксперимента к установленным ранее константам распределения, то можно считать, что пик идентифицирован правильно и наоборот. Следовательно, полученные константы распределения для каждого соединения являются своего рода «визитной карточкой» вещества, что позволяет использовать экстракционные системы гексан-полярный органический растворитель для дополнительного подтверждения достоверности результатов анализа сложных объектов.
Рисунок 4 - Фрагмент хроматограммы гексанового экстракта
Рисунок 5 - Фрагмент хроматограммы ацетонитрильной фазы после промывки
Рисунок 6 - Фрагмент хроматограммы гексановой фазы после промывки
Применение экстракции гексанового экстракта печени трески полярным органическим растворителем приводит к снижению уровня шумов на хроматограммах гексановой и ацетонитрильной фаз, и выравниванию нулевой линии. Это позволяет снизить пределы обнаружения до минимальных значений, что очень важно при анализе следовых количеств контаминантов в пищевых продуктах и других объектах.
Таким образом, применение экстракции контаминантов из гексанового экстракта анализируемого объекта полярным органическим растворителем приводит к удалению мешающих компонентов и улучшению разделения веществ, обладающих близкими временами удерживания; снижению уровня шумов на хроматограмме; дает возможность дополнительного подтверждения достоверности полученных результатов. Всё это ведёт к повышению точности и надёжности результатов анализа контаминантов в различных объектах.
Заключение
Основные научные результаты диссертации
Разработаны, утверждены и внесены в реестр средств измерений Республики Беларусь методики:
- МВИ. МН 2352-2005 «Методика одновременного определения остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в рыбе и рыбной продукции с помощью газожидкостной хроматографии» [1, 2, 4, 6, 9, 14, 18, 20],
- Инструкция по применению № 109-1006 «Методика одновременного определения остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в грудном женском молоке и продуктах животноводства с помощью газожидкостной хроматографии» [7, 11, 12, 19, 21].
Впервые проведены мониторинговые исследования по содержанию ПХБ в пищевых продуктах, употребляемых жителями Республики Беларусь, а также в грудном молоке жительниц г. Минска и Минской области [1, 5, 10, 12, 13, 15].
Получены и систематизированы экспериментальные данные по величинам констант распределения исследованных ХОП и ПХБ в экстракционных системах типа алифатический углеводород-полярные органические растворители. Установлены закономерности межфазного распределения ПХБ и ХОП в экстракционных системах с участием полярных органических растворителей [3, 8, 16, 17].
Полученные экспериментальные данные по экстракции в системах алифатический углеводород-полярные органические растворители открывают новые возможности группового и селективного выделения, разделения и концентрирования ПХБ и ХОП для пробоподготовки различных по природе и составу объектов при их дальнейшем газохроматографическом анализе. Установлено, что:
- ДМФА является наиболее эффективным растворителем для извлечения и последующего определения всех исследованных ПХБ и ХОП;
- ацетонитрил - достаточно хорошо извлекает изученные аналиты и является наиболее удобным растворителем для практического применения;
- ДМСО является высокоселективным и весьма эффективным растворителем для выделения и разделения ХОП, а также ХОП и ПХБ;
- этиленгликоль - наименее эффективный, но наиболее селективный растворитель для отделения изомеров ГХЦГ от других ХОП и ПХБ [3, 8, 16].
Разработаны простые и эффективные экстракционные способы концентрирования, выделения, разделения и очистки ПХБ и ХОП, которые могут быть применены как для пищевых продуктов, так и других сложных объектов, таких как жиры и масла. Предложенные способы позволяют достичь практически полного (90 %-ного и более) выделения и определения ПХБ и ХОП из различных объектов путем двух-трёхкратной экстракции полярными органическими растворителями. Использование экстракционных систем алифатический углеводород-полярный органический растворитель позволяет, кроме очистки аналитов, концентрировать их во многие десятки и даже сотни раз [3, 8, 16].
Предложены способы экстракционного разделения и извлечения аналитов, обладающих близкими временами удерживания, и в тоже время, присутствующих в объекте в несопоставимых количествах. Комбинируя капиллярные колонки и экстракцию полярным органическим растворителем для каждого конкретного случая можно добиться наиболее эффективного выделения и разделения ХОП и ПХБ. Показана возможность использования экстракционных систем гексан-полярный органический растворитель для подтверждения достоверности результатов при анализе сложных объектов, а также для повышения точности и надёжности результатов анализа токсикантов в различных объектах [3, 8].
Рекомендации по практическому использованию результатов
Разработанные методики одновременного определения ПХБ и ХОП [20, 21] апробированы на модельных смесях и реальных объектах, и позволяют лабораторной службе Центров гигиены, эпидемиологии и общественного здоровья разных уровней проводить контроль за содержанием стойких органических загрязнителей в пищевых продуктах, а также грудном женском молоке. Это позволит выполнить обязательства, принятые Республикой Беларусь, в соответствии со Стокгольмской конвенцией. Несомненным преимуществом данных методик является возможность одновременного определения основных ХОП и «маркерных» конгенеров ПХБ, что существенно сокращает время анализа при мониторинговых исследованиях. Методики характеризуются низким пределом обнаружения, высокой воспроизводимостью и правильностью результатов. Их новизна подтверждена полученными патентами [18, 19]. Практическая значимость разработанных методик подтверждена 6 актами внедрения от различных организаций: УО «Могилевский государственный университет продовольствия», БелМАПО, ГУ «РЦГЭиОЗ», ГУ «МОЦГиОЗ» и др.
С практической точки зрения, полученные систематизированные данные по величинам констант распределения ХОП и ПХБ в различных экстракционных системах необходимы для решения проблемы пробоподготовки различных объектов, а также открывают новые возможности не только группового выделения и концентрирования этих веществ, но и селективного разделения и определения индивидуальных ХОП, а также ХОП и ПХБ. Последнее особенно актуально при анализе объектов с несопоставимыми содержаниями как ХОП, так ХОП и ПХБ, а также при определении чистоты самих ХОП и ПХБ. Полученные константы распределения для каждого соединения являются своего рода «визитной карточкой» вещества, что позволяет использовать экстракционные системы гексан-полярный органический растворитель для дополнительного подтверждения достоверности результатов при анализе сложных объектов.
Список публикаций соискателя
Статьи в рецензируемых научных изданиях:
1. Organochlorine Pesticides and Polychlorinated Byphenyls in Fish and Fish Products Cosumed by the Population of the Republic of Belarus / E.N. Barkatina, I.A. Zastenskaya, O.V. Shulyakovskaya, A.L. Pertsovsky, T.A. Fiodorova, N.V. Bunevich, N.A. Shilova // Bull. Environ. Contam. Toxicol. - 2006, - Vol. 76. - P. 349-355.
2. Одновременное определение остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в рыбе и рыбной продукции методом газожидкостной хроматографии / Е.Н. Баркатина, И.А. Застенская, О.В. Шуляковская, Н.В. Буневич, Т.А. Федорова // Журн. аналит. химии. - 2007. - Т. 62, № 9. - С. 960-964.
3. Лещев, С.М. Экстракция полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов полярными органическими растворителями / С.М. Лещев, Н.В. Буневич, О.В. Шуляковская // Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя хiмiчных навук. - 2012. - № 1. - С. 47-52.
Статьи в сборниках научных трудов:
4. Исследование условий пробоподготовки проб при определении полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в рыбе и рыбной продукции методом ГЖХ / Е.Н. Баркатина, О.В. Шуляковская, Т.А. Фёдорова, Н.В. Буневич // Сб. науч. тр. / Республиканский научно-практический центр гигиены. - Минск, 2004. - Вып. 3: Здоровье и окружающая среда. - С. 24-30.
5. Содержание хлорорганических соединений в рыбе и рыбной продукции / Е.Н. Баркатина, О.В. Шуляковская, Н.В. Буневич, Т.А. Фёдорова, О.Н. Тимофеева // Сб. науч. тр. / Республиканский научно-практический центр гигиены. - Минск, 2005. - Вып. 6: Здоровье и окружающая среда. - С. 435-437.
6. Разработка методики одновременного определения остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов / Е.Н. Баркатина, О.В. Шуляковская, Т.А. Фёдорова, Н.В. Буневич, Л.Г. Резникова // Экологическая антропология: ежегодник. - Минск, 2005. - С. 80-83.
7. Разработка методики одновременного определения остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в грудном женском молоке методом газожидкостной хроматографии подготовка проб (Часть 1) / Е.Н. Баркатина, И.А. Застенская, О.В. Шуляковская, Ю.К. Малевич, Т.А. Федорова, Н.В. Буневич // Сб. науч. тр. / Республиканский научно-практический центр гигиены. - Минск, 2007. - Вып. 9: Здоровье и окружающая среда. - С. 158-164.
8. Буневич, Н.В. Исследование коэффициентов распределения хлорорганических пестицидов и полихлорированных бифенилов в различных экстракционных системах / Н.В. Буневич, С.М. Лещёв, О.В. Шуляковская // Сб. науч. тр. / Республиканский научно-практический центр гигиены. - Минск, 2010. - Вып. 15: Здоровье и окружающая среда. - С. 370-375.
Статьи в сборниках материалов конференций:
9. Полихлорированные бифенилы - супертоксиканты окружающей среды и методы их контроля / Н.В. Буневич, О.В. Шуляковская, Е.Н. Баркатина, Т.А. Фёдорова, Н.А. Шилова // Экологические проблемы XXI века. Сахаровские чтения 2005 года: мат-лы 5-ой Междунар. науч. конф., Гомель, 2005. -Ч. 1 - С. 184-185.
10. Контаминация хлорорганическими соединениями отдельных продуктов питания, потребляемых жителями Республики Беларусь / Е.Н. Баркатина, И.А. Застенская, О.В. Шуляковская, Т.А. Федорова, Н.В. Буневич, Н.А. Шилова // Экологические проблемы XXI века. Сахаровские чтения 2006 года: мат-лы 6-ой Междунар. науч. конф., Минск, 18 - 19 мая 2006 г. / МГЭУ им. А.Д. Сахарова. - Минск, 2006. - Ч. 1. - С. 185-187.
11. Газохроматографическое определение остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в отдельных продуктах животноводства / Е.Н. Баркатина, И.А. Застенская, О.В. Шуляковская, Т.А. Федорова, Н.В. Буневич // Технологии и продукты здорового питания: сб. докладов IV-ой Междунар. науч.-практ. конференции, Москва, 5 - 7 июня 2006 г.; отв. ред. С.А. Хуршудян. - М., 2006. - Ч. 1. - С. 53-57.
Тезисы докладов в сборниках материалов конференций:
12. Контаминация хлорорганическими пестицидами и полихлорированными бифенилами рыбы и рыбопродуктов, употребляемых жителями Республики Беларусь / Е.Н. Баркатина, О.В. Шуляковская, А.Л. Перцовский, Н.В. Буневич // Белорусско-польский научно-практический семинар, г. Ольштын, Республика Польша, 4 - 7 октября 2004 г. / Бел. институт системного анализа и информационного обеспечения научно-технической сферы. - Минск, 2004. - С. 45-46.
13. Хлорорганические пестициды в продуктах питания, женском грудном молоке и жировой ткани человека Республики Беларусь / Е.Н. Баркатина, О.В. Шуляковская, А.Л. Перцовский, Н.В. Буневич // Белорусско-польский научно-практический семинар, г. Ольштын, Республика Польша, 4 - 7 октября 2004 г. / Бел. институт системного анализа и информационного обеспечения научно-технической сферы. - Минск, 2004. - С. 46-48.
14. Газохроматографический метод определения полихлорированных бифенилов в рыбе и рыбной продукции / Н.В. Буневич, О.В. Шуляковская, Е.Н. Баркатина, Т.А. Фёдорова // Перспективы производства продуктов питания нового поколения: Междунар. науч-практ. конф., г. Минск, 6 - 7 октября 2005 г. - Минск, 2005. - С. 12-13.
15. Изучения загрязнения полихлорированными бифенилами и хлорорганическими пестицидами рыбы и рыбной продукции, потребляемой жителями Республики Беларусь / И.А. Застенская, Е.Н. Баркатина, О.В. Шуляковская, Н.В. Буневич, Т.А. Фёдорова // Оптимальное питание - здоровье нации: мат-лы VIII Всероссийского конгресса, Москва, 26 - 28 октября 2005 г. - Москва, 2005 - С. 98-99.
16. Лещёв, С.М., Экстракционное извлечение хлорорганических пестицидов и полихлорированных бифенилов из различных объектов и их последующее газохроматографическое определение / С.М. Лещёв, Н.В. Буневич, О.В. Шуляковская // Аналитика РБ - 2010: Республ. научн. конф. по аналитической химии с международным участием, Минск, 14 - 15 мая 2010 г. / Белорус. гос. ун-т. - Минск, 2010. - С. 76.
17. Буневич, Н.В. Экстракционное выделение и концентрирование хлорорганических токсикантов из продуктов питания при их газохроматографическом анализе / Н.В. Буневич, С.М. Лещёв, О.В. Шуляковская // Экстракция органических соединений: IV Междунар. конф., Воронеж, 20 - 24 сентября 2010 г. / Воронеж. гос. технол. акад. - Воронеж, 2010. - С. 321.
Патенты:
18. Способ газохроматографического определения хлорорганических пестицидов и полихлорированных бифенилов в рыбе и рыбной продукции: пат. 10049 Респ. Беларусь, МПК (2006) G 01N 30/02, G 01N 33/12 / О.В. Шуляковская, Е.Н. Баркатина, И.А. Застенская, Т.А. Федорова, Н.В. Буневич; заявитель Республ. науч-практ. центр гигиены. - № а20050291; заявл. 25.03.2005; опубл. 30.12.2007 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. - 2007. - № 6.
19. Способ газохроматографического определения хлорорганических пестицидов и полихлорированных бифенилов в женском молоке: пат. 10972 Респ. Беларусь, МПК (2006) G 01N 30/00 / О.В. Шуляковская, Е.Н. Баркатина, И.А. Застенская, Н.В. Буневич, Т.А. Федорова; заявитель Республ. науч-практ. центр гигиены. - № а 20060417; заявл. 04.05.2006; опубл. 30.08.2008 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. - 2008. - № 4.
Технические нормативные правовые акты:
20. Методика одновременного определения остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в рыбе и рыбной продукции с помощью газожидкостной хроматографии. МВИ. МН 2352-2005 / О.В. Шуляковская, Е.Н. Баркатина, Т.А. Федорова, Н.В. Буневич. - Утв. гос. сан. врачом РБ 28.09.2005; св-во о метрол. ат-ции № 367/2005 от 12.09.2005.
21. Методика одновременного определения остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в грудном женском молоке и продуктах животноводства с помощью газожидкостной хроматографии. Инструкция по применению № 109-1006 / И.А. Застенская, О.В. Шуляковская, Е.Н. Баркатина, Т.А. Федорова, Н.В. Буневич. - Утв. гос. сан. врачом РБ 05.01.2007.
Рэзюмэ
Буневiч Наталля Вiктараўна
Адначасовае газахраматрафiчнае вызначэнне полiхларыраваных бiфенiлаў i хлорарганiчных пестыцыдаў у харчовых прадуктах
Ключавыя словы: полiхларыраваныя біфенілы, хлорарганічныя пестыцыды, экстракцыйная сістэма, канстанта размеркавання, экстракцыя, палярны арганічны растваральнік, экстракцыйнае вылучэнне, раздзяленне, канцэнтраванне, ачыстка, харчовыя прадукты.
Мэта работы: распрацоўка уніфікаваных методык адначасовага вызначэння найбольш распаўсюджаных ПХБ і хоп ў мадэльных растворах, харчовых прадуктах, грудным жаночым малацэ, а таксама спосабаў экстракцыйнага выдзялення і канцэнтравання ПХБ і хоп з розных аб'ектаў (масла, тлушчы і інш.) і іх экстракцыйнага раздзялення з наступным газахраматаграфiчным вызначэннем .
Метады даследавання: газахраматраграфiчны метад з электроназахопным дэтэктарам.
Аппаратура: газавы храматограф «Perkin Elmer 8700» з дэтэктарам па захопу электронаў.
Атрыманыя вынiкi iх навiзна: распрацаваны методыкі адначасовага вызначэння полiхларыраваных біфенілаў і хлорарганічных пестыцыдаў у рыбе і рыбнай прадукцыі, а таксама ў прадукцыі жывёлагадоўлі і грудным жаночым малацэ метадам газавадкасной храматаграфіі з дэтэктарам па захопу электронаў у рэжыме праграмавання тэмпературы.
Упершыню сістэматычна вывучана экстракцыя ПХБ і хоп палярнымі арганічнымі растваральнікамі і вызначаны канстанты размеркавання. Устаноўлены заканамернасці межфазнага размеркавання ПХБ і хоп ў экстракцыйных сістэмах з удзелам палярных арганічных растваральнікаў. На аснове атрыманых навуковых вынікаў распрацаваны шэраг новых і эфектыўных спосабаў экстракцыйнага раздзялення, канцэнтравання і наступнага вызначэння полiхларыраваных біфенілаў і хлорарганічных пестыцыдаў, а таксама іх ачысткі.
Рэкамендацыі па ўжыванню: распрацаваныя методыкі могуць быць выкарыстаны ў лабараторнай практыцы харчовай прамысловасці і дзяржсаннагляду, што дасць магчымасць кантраляваць ўтрыманне названых таксікантаў у харчовых прадуктах.
Вобласць ужывання: аналітычная хімія, харчовая прамысловасць, санітарныя службы.
Резюме
Буневич Наталья Викторовна
ОДНОВРЕМЕННОЕ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫХ БИФЕНИЛОВ И ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИЦИДОВ В пищевых продуктах
Ключевые слова: полихлорированные бифенилы, хлорорганические пестициды, экстракционная система, константа распределения, экстракция, полярный органический растворитель, экстракционное выделение, разделение, концентрирование, очистка, пищевые продукты.
Цель работы: разработка унифицированных методик одновременного определения наиболее распространенных ПХБ и ХОП в модельных растворах, пищевых продуктах, грудном женском молоке, а также способов экстракционного выделения и концентрирования ПХБ и ХОП из различных объектов (масла, жиры и др.) и их экстракционного разделения с последующим газохроматографическим определением.
Методы исследования: газохроматографический метод с электронозахватным детектором.
Аппаратура: газовый хроматограф «Perkin Elmer 8700» с детектором по захвату электронов.
Полученные результаты и их новизна: разработаны методики одновременного определения полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в рыбе и рыбной продукции, а также в продукции животноводства и грудном женском молоке методом газожидкостной хроматографии с детектором по захвату электронов в режиме программирования температуры.
Впервые систематически изучена экстракция ПХБ и ХОП полярными органическими растворителями и определены константы распределения. Установлены закономерности межфазного распределения ПХБ и ХОП в экстракционных системах с участием полярных органических растворителей. На основе полученных научных результатов разработан ряд новых и эффективных способов экстракционного разделения, концентрирования и последующего определения полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов, а также их очистки.
Рекомендации по использованию: разработанные методики могут быть использованы в лабораторной практике пищевой промышленности и госсаннадзора, что позволит контролировать содержание указанных токсикантов в пищевых продуктах.
Область применения: аналитическая химия, пищевая промышленность, санитарные службы.
Summary
Bunevich Natalia victarauna
Simultaneous gas chromatography Determination of polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides in FOODSTUFF
Keywords: polychlorinated biphenyls, organochlorine pesticides, extraction system, distribution constant, extraction, polar organic solvent, extraction emission, separation, concentration, purification, foodstuff.
Purpose of study: development of unified methods of simultaneous determination of the most common polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides in model solutions, foodstuff, human milk, and methods of extraction emission and concentration of polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides from a variety of objects (oils, fats, etc.) and their extraction separation with subsequent gas chromatographic determination.
Investigation methods: gas chromatographic method with electron capture detector.
Apparatus: gas chromatograph «Perkin Elmer 8700» with electron capture detector.
...Подобные документы
Характеристика и классификация группы ядохимикатов (пестицидов). Охрана окружающей среды при их использовании. Клиническая картина отравлений. Описание пестицидов фосфорорганических, хлорорганических, производных карбаминовой кислоты, ртутьорганических.
лекция [154,8 K], добавлен 04.01.2012Загрязнение пищевых продуктов тяжелыми металлами. Токсическое действие соединений мышьяка. Методы идентификации и количественного определения йода в продуктах, продовольственном сырье и биологически активных добавках. Определение кислотности молока.
курсовая работа [160,7 K], добавлен 04.01.2013История использования пестицидов как химических соединений различных классов, применяемых для борьбы с вредными организмами в сельском хозяйстве, здравоохранении и промышленности. Классификация пестицидов на группы, их основные формы и значение.
презентация [277,9 K], добавлен 09.10.2013Механизмы трансформации пестицидов в окружающую среду. Детоксицирующая роль высших водных растений. Физическое, химическое и биохимическое самоочищение водных объектов. Методы анализа и идентификации токсинов. Исследование адсорбции ТХУ на бентоните.
курсовая работа [241,1 K], добавлен 13.02.2011Рассмотрение трех основных методов получения 4,4'-дизамещенных бифенилов. Синтезирование 4-бром-4'-гидроксибифенила с общим выходом по трем стадиям. Исследование методики ускоренного выделения свободного 4-бром-4'-аминобифенила из его гидрохлорида.
курсовая работа [440,7 K], добавлен 29.01.2011Понятие пестицидов. Их роль в борьбе с вредителями сельскохозяйственных растений. Роль пестицидов в загрязнении почв. Биотическое и абиотическое разложение этих веществ. Альтернативные методы борьбы с вредителями. Нетоксические вещества. Ризоплан.
реферат [95,2 K], добавлен 24.06.2008Контроль качества пищевых продуктов как основная задача аналитической химии. Особенности применения атомно-абсорбционного метода определения свинца в кофе. Химические свойства свинца, его физиологическая роль. Пробоподготовка, методики определения свинца.
курсовая работа [195,2 K], добавлен 25.11.2014Гормональные препараты в продуктах питания. Инструкция по определению остаточных количеств гормонов в продуктах животноводства. Химические методы обнаружения и идентификации гормонов. Основные белковые и пептидные гормоны. Тривиальные названия стероидов.
реферат [509,9 K], добавлен 22.10.2011Понятие и общая характеристика триазиновых пестицидов, их классификация и разновидности по степени воздействия на растения. Симазин и атразин, их сравнение и значение. Зависимости активности от строения сим-триазинов. Пути метаболизма прометрина.
реферат [179,3 K], добавлен 27.04.2011Рассмотрение ртути как химического элемента. Механизм попадания ртути в пищевые продукты. Предельно допустимые концентрации ртути в продуктах питания. Характеристика инверсионно-вольтамперометрического метода. Определение концентрации ртути в рыбе.
курсовая работа [64,0 K], добавлен 06.05.2019Физические и химические свойства диацетила, его влияние на организм человека, причины образования в продуктах питания. Химический состав вина, анализ его качества. Метрологическая оценка показателей качества разработанной методики определение диацетила.
дипломная работа [831,0 K], добавлен 25.04.2014Проверка аддитивности светопоглощения компонентов в искусственных смесях. Одновременное экстракционно-фотометрическое определение элементов Ni, Co, Fe, Cu с ПАН. Применение поверхностно-активных веществ в многокомпонентном спектрофотометрическом анализе.
курсовая работа [339,7 K], добавлен 25.06.2011Применение консервантов для наиболее важных групп продуктов. Сущность метода определения сорбиновой и бензойной кислот в пищевых продуктах. Подготовка средств измерений, оборудования и реактивов. Приготовление подвижной фазы хроматографической системы.
презентация [1,1 M], добавлен 01.11.2016Изучение химического состава пищевых продуктов, его полноценности и безопасности. Изменения основных пищевых веществ при технологической обработке. Концепция рационального и здорового питания. Применение полимерных материалов в пищевой промышленности.
курс лекций [1,8 M], добавлен 19.09.2014Понятие и назначение нефти, порядок ее образования в природе и методика нахождения, состав и основные элементы. Общая характеристика и правила работы с хроматографом, его функциональные особенности. Определение содержания углеводородов С1-С6 по ГОСТ.
дипломная работа [506,2 K], добавлен 28.10.2010История открытия, определение, физические и химические свойства шиффовых оснований (азометинов). Понятие и применение антипирина. Получение новых экстракционных реагентов из антипирина замещением водорода при электрофильном атоме углерода азометинов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 29.09.2012Понятие об антиоксидантах, их классификация и методы исследования. Антиоксидантные свойства некоторых пищевых продуктов. Оценка показателей прецизионности (повторяемости и воспроизводимости) и точности методики анализа. Подготовка пробы чая к анализу.
дипломная работа [253,1 K], добавлен 13.05.2015Особенности применения методов выделения, отгонки и осаждения для определения содержания в пищевых продуктах минеральных веществ, воды, сахаров, жиров, витаминов и других компонентов. Требования, предъявляемые к осадкам в гравиметрическом анализе.
презентация [10,4 K], добавлен 27.02.2012Польза от использования рыбной муки в рыбных комбикормах. Органолептические исследования: цвет, консистенция, запах рыбной муки, запах и консистенция жира. Принцип метода Къельдаля по определению содержания общего азота, выделение средней пробы.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.12.2015Изучение метода потенциометрического анализа. Анализ и оценка объектов исследований. Изучение методики потенциометрического анализа в приложении к данному объекту. Определение возможности применения методов потенциометрического анализа мясных продуктов.
курсовая работа [921,6 K], добавлен 16.09.2017