Газо-хроматографические и хромато-масс-спектрометрические методы анализа СОЗ

Газо-хроматографические и
хромато-масс-спектрометрические
методы анализа СОЗ
Актуальность определения СОЗ
 В соответствии с разными международными соглашениями около
60
химических
веществ
вошли
в
списки,
которые
предусматривают
ограничение
их
распространения
и
обязательный контроль содержаний этих соединений в объектах
окружающей среды. Это грязная дюжина: алдрин, эндрин,
диэлдрин, мирекс, ДДТ, гексахлорбензол, гептахлор, токсафен,
хлордан, полихлорированные бифенилы, дибензо-п-диоксины и
дибензофураны, а также 16 приоритетных полициклических
ароматических углеводородов (ПАУ) и шесть эфиров фталевой
кислоты.
2
Полициклические ароматические углеводороды
ПАУ распространенные загрязнители окружающей среды, обладают
канцерогенным, мутагенным, тератогенным, гепатотоксическим действием.
Способны аккумулироваться в липидных тканях живых организмов и
вызывать различные тяжелые заболевания.
3
Хлорорганические пестициды и ПХБ
Важнейшую группу суперэкотоксикантов составляют хлорорганические
пестициды (ХОП) и полихлорированные бифенилы (ПХБ), обладающие
высокой токсичностью, значительной устойчивостью в окружающей среде и
кумулятивным эффектом. Их отличительная особенность – канцерогенное и
мутагенное воздействие на живые организмы.
4
Структура донных отложений
5
Методы экстракции СОЗ из твердых образцов
 Сокслет экстракция (большой расход дорогостоящих
растворителей, большие временные затраты)
 Ультразвуковая экстракция (Низкие степени извлечения)
 Сверхкритическая флюидная экстракция (Дорогостоящий
углекислый газ особой чистоты, уникальное оборудование)
 Ускоренная жидкостная экстракция (Дорогая установка для
экстракции)
 Микроволновая экстракция (Дорогая установка для
экстракции, возможна деградация некоторых ПАУ при
экстракции)
6
Очистка экстрактов от серы и серосодержащих
соединений
 Актуальной проблемой при определении СОЗ в донных
отложениях (особенно в черноморских) является
очистка экстракта от серы и серосодержащих
соединений. В мировой практике для этого применяют
3 основных способа обработки экстрактов:
 – металлической ртутью
 – активированной элементной медью
 – пирогенной медью
7
Масс-хроматограммы экстракта донных отложений без
очистки (А) и с очисткой (Б) от серы и серосодержащих
соединений
А
Б
8
Схемы определения СОЗ
Вода
Донные отложения
Биота
9
Газовый хромато-масс-спектрометр Agilent
7890A/5975C
10
Газовый хроматограф Agilent 7890A
11
Принцип работы хромато-масс-сптрометра
12
Принцип работы ЭЗД детектора
Электронозахватный детектор (Electron Capture Detector). Электроны из радиоактивного источника используются для
ионизации газа-носителя и образуют электроны очень низкой энергии в ячейке детектора. Некоторые соединения с
высоким сродством к электрону (галогенсодержащие производные, высокосопряженные молекулы) могут
захватывать эти электроны и давать отрицательные ионы, которые являются намного менее подвижными, чем
электроны, и реагируют намного быстрее с положительными ионами. Носители заряда в ячейке детектора
периодически собираются. Возникающий ток уменьшается с увеличением концентрации в элюенте соединений,
которые имеют некоторое сродство к электрону. Он является мерой концентрации этих соединений в пробе.
13
Условия хромато-масс-спектрометрического определения
приоритетных СОЗ
14
Характеристические ионы ПАУ
252
100
50
250
126
113
248
224
0
39
30
40
(mainlib) Benzo[a]pyrene
50
50
57
60
70
100
83 87
74
62
80
90
100
149
134
110
120
130
140
150
163
160
169 174
170
186 191
180
190
200
200
206 211
210
237
220
230
240
15
250
260