Бензапирен относится к классу полициклических ароматических углеводородов — ПАУ. Это группа органических соединений, в химической структуре которых присутствуют бензольные кольца — группы от трех колец и больше. Химическое определение бензапирена: органическое вещество, содержащее углерод, входящее в группу полициклических углеводородов, с молярной массой 252,31 г/моль.

Что такое бензапирен

Бензапирен, как и все ПАУ — главным образом результат технического прогресса, следствие деятельности человека. Основные источники техногенного загрязнения ПАУ — сжигание твердых и жидких органических веществ, в том числе нефти и нефтепродуктов, древесины, антропогенных отходов. Из природных источников бензапирена стоит отметить лесные пожары, извержение вулканов.

Однако образование бензапирена может происходить и без процессов горения — при пиролизе, тлении, полимеризации.

Бензапирен выделяется при курении: содержание бензапирена в дыме одной сигареты в среднем составляет 0,025 мкг, что во много раз превышает ПДК (в среднем в 10 000 -15 000 раз). Было подсчитано, что выкуривание одной сигареты по содержанию бензапирена равнозначно шестнадцати часам вдыхания выхлопных газов.

Формула бензапирена

Существует два изомера бензапирена. Первый — 1,2-Бензапирен (3,4-бензпирен) — , содержащийся во всех продуктах горения — нефти, смоле, угле, дыме различного происхождения, в том числе . В чистом виде это игловидные кристаллы или пластинки светло-желтого цвета, с температурой плавления около 177 °С.

4,5-Бензопирен — кристаллы в виде игл и пластинок светло-желтого цвета, с температурой плавления 179°С. Содержится в каменноугольной смоле, обнаруживается в почвах (особенно вблизи предприятий и автомобильных дорог). Мутагенным, канцерогенным свойствами не обладает.

Химическая формула бензапиренов — C20H12.

Бензапирен в почве и воздухе

Бензапирен практически не встречается в свободном состоянии, а всегда осаждается на частицах, содержащихся в воздухе. Вместе с передвигающимися массами воздуха бензапирен разносится по большой площади, а выпадая вместе с твердыми частицами из воздуха (например, при осадках) попадает в почвенные слои, водоемы, на поверхности строений.

В миграции и накоплении бензапирена играет роль и такой его источник, как автомобильный транспорт. С одной стороны, передвигаясь на большие расстояния, автомобили способствуют равномерному разносу бензапирена. С другой стороны, осевший бензапирен в больших количествах скапливается вдоль автомобильных дорог и на объектах рядом с ними (так называемые «вторичные источники»).

Бензапирен легко «включается» в круговорот веществ в природе: с атмосферными осадками, всегда содержащими твердые частички, он заносится даже на территории, удаленные от основного источника ПАУ, попадает в водоемы, откуда, при процессах испарения, вновь поднимается в воздух. Именно такая способность бензапирена мигрировать приводит к тому, что его содержание может быть высоким в местах, где нет мощного источника этого вещества.

Попадая в окружающую среду и накапливаясь в ней, бензапирен проникает в растения, которые в дальнейшем служат кормом для скота или используются в питании человека. Концентрация бензапирена в растениях выше, чем его содержание в почве, а в продуктах питания (или кормах) выше, чем в исходном сырье для их изготовления. Этот эффект наращивания концентрации химических веществ, в том числе бензапирена, получил название биоаккумуляции.

Таким образом, бензапирен представляет опасность не только как фоновое загрязнение окружающей среды, но и как вещество, проникающее в организм по пищевой цепочке.

ПДК бензапирена

Основной метод определения и контроля бензапирена — метод жидкостной хроматографии.

Согласно Гигиеническим нормативам 2.1.6.695-98 и 2.1.6.1338-03 предельно допустимое среднесуточное количество бензапирена в воздухе (ПДКсс) — 0,1 мкг/100 м3 или 10-9 г/м3, а ПДК его в почве по Гигиеническим нормативам 2.1.7.2041-06 — 0.02 мг/кг в сумме с учетом фонового уровня. В воздухе на рабочих местах среднесменная ПДК не более 0,00015 мг / куб.м. (из п.1. и п.2. ГН 2.2.5. 1313-03).

ПДК бензапирена в воде не более 0,000001 мг/л, в питьевой воде при централизованной системе водоснабжения — не более 0,000005 мг/л. В бутилированной питьевой воде — от не более 0,001 мкг/л (вода высшего качества) до не более 0,005 мкг/л в бутилированной воде первой категории качества.

В продуктах питания, в которых допустимо наличие бензапирена из-за технологических особенностей, допустимый уровень бензапирена не более 0,001 мг/кг. К ним относятся: колбасные изделия и изделия с использованием субпродуктов, в том числе копченые; сало копченое; колбасные изделия и копчености из мяса и субпродуктов птицы; копченый консервы и пресервы из рыбы, рыба копченая; зерно продовольственное.

При использовании коптильных ароматизаторов содержание бензапирена не более 2 мкг/кг(л), а после их использования содержание бензапирена в готовых продуктах не должно быть выше 0,03 мкг/кг(л).

В других продуктах питания наличие бензапирена не допускается.

Однако по результатам мониторинга, нормы содержания бензапирена превышены во много раз. В среднем, уровень загрязнения воздуха в городах выше ПДК в 5—12 раз, в почвах — в 3-7 раз, в продуктах питания — от 1,5 до 11 раз.

Влияние бензапирена на организм человека

Бензапирен отнесен к веществам первого класса опасности. Первый класс опасности — это вещества с чрезвычайно высоким опасным воздействием на окружающую среду, при этом изменения, вызываемые ими, необратимы и восстановлению не подлежат.

Бензапирен — один из самых мощных и при этом широко распространенный канцероген. Будучи химически и термически устойчивым, обладая свойствами биоаккумуляции, он, попав и накапливаясь в организме, действует постоянно и мощно. Помимо канцерогенного, бензапирен оказывает мутагенное, эмбриотоксическое, гематотоксическое действие.

Пути проникновения бензапирена в организм разнообразны: с пищей и водой, через кожу и путем вдыхания. Степень опасности находится вне зависимости от того, каким путем произошло попадание бензапирена в организм. В экспериментах, а также по данным мониторинга экологически неблагоприятных районов, бензапирен внедряется в комплекс ДНК, вызывая необратимые мутации, которые переходят в последующие поколения. Особую тревожность вызывает факт биоаккумуляции бензапирена: вероятность развития мутаций у ближайших поколений потомства возрастает из-за биоаккумуляции во много раз.

ХОТИТЕ БРОСИТЬ КУРИТЬ?

Тогда вам к нам на марафон по отказу от сигарет.
С его помощью бросить будет гораздо проще.

Свидетельство №30-08 от 04.03.2008
ФР.1.31.2008.01033

1. Объекты исследования

Настоящая методика выполнения измерений распространяется на копченые мясные, копченые рыбные и жировые продукты и устанавливает определение массовой концентрации бенз(а)пирена методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуориметрическим детектированием.

2. Диапазон измерений

ПДК бенз(а)пирена в жировых, копченых мясных, копченых рыбных продуктах составляет 1 мкг/кг.

Метод обеспечивает получение результатов измерений массовой концентрации бенз(а)пирена в диапазонах, представленных в таблице 1.

Таблица 1. Диапазоны измерения массовой концентрации бенз(а)пирена

Вид продукции	Диапазон массовой концентрации, мкг/кг	ПДК, мкг/кг
жировые продукты	0,5 – 2,0	1,0
копченые мясные продукты	0,5 – 2,0	1,0
копченые рыбные продукты	0,5 – 2,0	1,0

3. Пробоподготовка

Отбор, консервация и хранение проб продукции проводится в соответствии с ГОСТ 7631, ГОСТ 9792, ТУ и другой нормативной документацией, регламентирующей отбор проб для конкретных видов продукции.

Пробоподготовка состоит из этапов отбора пробы (пробу предварительно охлаждают при температуре минус 12-18 °С в течение 30 мин), измельчения, гомогенизации с натрием сернокислым безводным, экстракции гомогенизированной пробы гексаном в колбе с использованием УЗ-ванны, самопроизвольного осаждения твердого осадка (в течении 1-2 мин), обезжиривания экстракта в морозильной камере (в цилиндр вносят навеску силикагеля, приливают экстракт, содержимое цилиндра помещают в морозильную камеру), очистки надосадочного гексанового слоя методом неудерживающей твердофазной экстракции (на картриджах Strata Silica Si–1)*, отдувки элюата в токе воздуха или инертного газа.

* Примечание. При концентрации жиров исходного анализируемого продукта менее 5%, к исходному экстракту пробы после вымораживания необходимо добавить небольшое количество элюирующего реагента – этилацетата (0,1 мл к 6 мл очищенного экстракта).

4. Проведение хроматографического анализа

4.1. Оборудование и условия для проведения ВЭЖХ-анализа градуировочных растворов бенз(а)пирена, подготовленной пробы продукта.

Для хроматографического анализа бенз(а)пирена необходимо использовать изократическую высокоэффективную жидкостную хроматографическую систему с флуориметрическим детектированием.

Для проведения анализа предварительно готовят градуировочные растворы из ГСО раствора бенз(а)пирена в гексане или из ГСО раствора бенз(а)пирена в ацетонитриле (растворитель отдувают, перерастворяют стандартный образец в гексане); проводят пробоподготовку; подготавливают к работе прибор.

Оборудование:

хроматограф жидкостный «Стайер» с флуориметрическим детектором;

персональный компьютер с установленным программным обеспечением «МультиХром для Windows XP» версии 1.5 или 2х.

изократический режим;

колонка: Luna С18(2) 150х3,0 мм 3 мкм (Phenomenex, США);

защитная колонка: С18 4x3,0 мм (Phenomenex, США);

подвижная фаза: раствор ацетонитрил/вода (75:25);

скорость потока: 0,3 мл/мин;

объем петли: 10 мкл;

температура: 50°С;

диапазон RFU: 0,01;

детектирование: флуориметрическое (λex: 365±2 нм; λem: 400-460 нм).

Градуировку проводят по градуировочным растворам (во всем диапазоне определяемых концентраций) не реже 1 раза в две недели, а также при использовании новой партии реактивов, замене колонок и после ремонта хроматографа.

4.2. Определение количественного содержания бенз(а)пирена в пробе продукта.

Для определения количественного содержания компонента пробы продукта (бенз(а)пирена) проводят хроматографический анализ одного из градуировочных растворов и далее хроматографический анализ подготовленной пробы. Для достоверности измерений хроматографический анализ как градуировочного раствора, так и подготовленной пробы проводят не менее 2 раз подряд.

Используя установленное программное обеспечение – «МультиХром для Windows XP» в отчете или над пиком (в зависимости от установок опций «ВИД») по окончании измерения автоматически определяется результат в виде концентрации в пробе, введенной в хроматограф (но не в исходном образце, взятом для исследования!).

Для получения результата необходимо провести как минимум два параллельных измерения (получить две хроматограммы). За результат измерений принимают среднее арифметическое значение содержания бенз(а)пирена в концентрате анализируемой пробы C хр, мкг/л (рассчитывается из двух значений массовой концентрации бенз(а)пирена в концентрате анализируемой пробы С 1 и С 2).
Массовую долю бенз(а)пирена в анализируемой пробе (в исходном образце) Х , мкг/кг рассчитывают по формуле:

где:
С хр – среднее значение концентрации бенз(а)пирена, полученное в результате хроматографирования в двух параллельных измерениях [нг/мл];
V 1 – объем исходного экстракта, фактически равный объему гексана, взятого для первичной экстракции (50 мл);
V 2 – объем экстракта (часть исходного), взятого на вымораживание (30 мл);
V 3 – объем экстракта (часть экстракта после вымораживания), взятого для проведения ТФЭ (6 мл) [мл];
V 5 – объем конечного экстракта, часть из которого вводится в хроматограф (около 3 мл) [мл];
K пробоотбора – коэффициент пробоотбора, учитывающий долю массы пробы продукта (в смеси с сульфатом натрия) взятого для экстракции, от общей массы пробы, взятой на анализ. Во всех случаях равен 0,736;
K вымораживания – коэффициент потерь бенз(а)пирена при вымораживании. Для всех категорий исследуемых продуктов этот коэффициент одинаков и равен 0.95;
K экстр.1 – коэффициент первичной жидкостной экстракции гексаном. Для всех категорий исследуемых продуктов одинаков и равен 0.95;
K ТФЭэкстр.2 – коэффициент твердофазной экстракции бенз(а)пирена, равен 0,95;
m пр. – почвы или грунта, взятой на анализ [г].

Полициклические ароматические углеводороды: физико-химические свойства и биологическое действие. Обзор методов определения бензапирена. Определение бензапирена в воде методом высокоэффективной жидкостной хроматографией с флуорисцентным детектированием.

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/

Данная курсовая работа содержит 30 страниц, 1 раздел, 4 подраздела, 14 пунктов, 6 таблиц и 9 рисунков. В конце курсовой работы представлен список литературы, состоящий из 14 пунктов.

Объектом моих исследований является бенз(а)пирен, его свойства, канцерогенное действие, а также методы его определения. В курсовой работе представлены такие методы как газовая хроматография с масс-спектроскопическим детектированием и высокоэффективная жидкостная хроматография с флуорисцентным детектированием. Кроме этого были рассмотрены детекторы, которые подходят для регистрации аналитического сигнала бенз(а)пирена и обоснована рациональность использования того или иного детектора.

Также в курсовой работе представлены методики определения бенз(а)пирена в воде, состоящие из подготовки пробы, градуировки хроматографа, анализа и регистрации данных. В работе представлены хроматограммы, полученные по данным методикам.

Ключевые слова: ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ, БЕНЗ(А)ПИРЕН, ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ, ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ, ФЛУОРИСЦЕНТНОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ.

Тази курсова работа включва 30 страници, 1 раздел, 4 подраздел, 14 точки, 6 маси и 9 цифри. В края на курсовата работа е даден списък на литература, състояща се от 14 точки.

Целта на моето изследване е бенз(а)пирен, неговите свойства, канцерогенни ефекти, както и методите за неговото определяне. Курсовата работа включва такива методи като газова хроматография с мас-спектрално откриване и високо ефективна течна хроматография с флуорисцентно откриване. Също така считат детектори, които са подходящи за аналитично приемане на сигнала от бенз(а)пирен и обосновано употреба на детектор.

Също, в хода на тази работа, ние представяме на методики за определяне на бенз(а)пирен в вода, състоящи се от подготовката на пробите, калибриране на хроматограф, анализ и регистриране на данни. Хартията представя данните, получени по тези методици.

Ключови думи: ПОЛИЦИКЛИЧНИ АРОМАТНИ ВЪГЛЕВОДНИ, БЕНЗ(А)ПИРЕН, ВИСОКО ЭФЕКТИВНА ТЕЧНА ХРОМАТОГРАФИЯ, ГАЗОВА ХРОМАТОГРАФИЯ, ФЛУОРИСЦЕНТНО ОТКРИВАНЕ.

Дана курсова робота містить 30 сторінок, 1 розділ, 4 підрозділи, 14 пунктів, 6 таблиць і 9 рисунків. В кінці курсової роботи представлений список літератури, що складається з 14 пунктів.

Об"єктом моїх досліджень є бенз(а)пірен, його властивості, канцерогенна дія, а також методи його визначення. У курсової роботі представлені такі методи як газова хроматографія з мас-спектроскопічним детектуванням і високоефективна рідинна хроматографія з флуорисцентним детектуванням. Крім цього були розглянуті детектори, які підходять для реєстрації аналітичного сигналу бенз(а)пирену і обгрунтована раціональність використання того чи іншого детектора.

Також в курсовій роботі представлені методики визначення бенз(а)пірену в воді, що складаються з підготовки проби, градуювання хроматографа, аналізу та реєстрації даних. У роботі представлені хроматограми, отримані за даними методиками.

Ключові слова: ПОЛІЦИКЛІЧНІ АРОМАТИЧНІ ВУГЛЕВОДНІ, БЕНЗ(А)ПІРЕН, ВИСОКОЕФЕКТИВНА РІДИННА ХРОМАТОГРАФІЯ, ГАЗОВА ХРОМАТОГРАФІЯ, ФЛУОРИСЦЕНТНЕ ДЕТЕКТУВАННЯ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.1 Общие сведения

1.1.2 Происхождение ПАУ

1.1.4 Биологическое действие

1.1.5 Бенз(а)пирен. Общие сведения

1.2 Методы определения бензапирена

1.2.1 Газовая хроматография

1.3 Определение бензапирена в воде методом ВЭЖХ

1.3.2 Подготовка пробы

1.3.3 Градуировка

1.3.4 Проведение ВЭЖХ анализа

1.3.5 Регистрация и обработка данных

1.4.2 Количественное определение БП

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ПАУ - полициклические ароматические углеводороды

БП - бенз(а)пирен

ПДК - предельно допустимая концентрация

ПДК СС - среднесуточная предельно допустимая концетрация

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

ГХ - газовая хроматография

ЖХ - жидкостная хроматография

НФХ - нормально-фазовая хроматография

ОФХ - обращенно-фазовая хроматография

ЖЖЭ - жидкостно-жидкостная экстракция

ОФС - обращенно-фазный сорбент

ТСХ - тонкослойная хроматография

ВВЕДЕНИЕ

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) отнсятся к группе стойких органических загрязнителей. Они обладают ярко выраженными канцерогенными свойствами. Одним из наиболее опасных представителей ПАУ является бенз(а)пирен (БП).

Бенз(а)пирен был открыт в 1933 году, позже, в 1935 году были проведены исследования подтверждающие его канцерогенность. На сегодняшний день бенз(а)пирен относят к канцерогенам 1-го класса опасности. Он обладает мутагенными свойствами. Даже небольшая концентрация БП негативно влияет на организм человека. Концентрация БП в воздухе превышающая предельно допустимую (ПДК) при длительном воздействии может вызвать рак легких. Поэтому остро стоит проблема его обнаружения и определения. Исходя из его физико-химических свойств был разработан ряд однотипных методик по его определению, отличающиеся только стадиями отбора и подготовки пробы. Целью моей работы было ознакомление со свойствами ПАУ и БП, изучение методов разделения ПАУ и методик определения БП.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)

1.1.1 Общие сведения

ПАУ - это высокомолекулярные органические соединения бензольного ряда, насчитывающий более 200 представителей. Они содержат от 2 до 7 бензольных колец. ПАУ широко распространены в природе и стабильны во времени. Они обладают канцерогенной и мутагенной актиностью. Из-за своей токсичности и канцерогенных свойств их относят к приоритетным загрязняющим веществам. Определение ПАУ используется при эколого-геохимических иследованиях. Наиболее токсичны из них 3, 4-бенз(а)пирен и 1, 12-бензперилен, особенно часто определяемые в объектах окружающей среды.

1.1.2 Происхождение ПАУ

ПАУ - нежелательный побочный продукт сжигания ископаемого топлива. Они образуются в природе за счет абиогенных процессов. Ежегодно в биосферу поступают тысячи тонн ПАУ, выделившихся из гуминовых компонентов почвы. Но большая часть этих канцерогенов поступает за счет техногенных процессов.

Уголь считается смесью огромного количества поликонденсированных ароматических бензольных ядер с минимальным содержанием водорода. При сжигании этих веществ в печах, электростанциях, двигателях внутреннего сгорания эти соединения разлагаются. При низких температурах сгорания и недостаточном поступлении атмосферного кислорода образуется реактивный ацетилен и алифатические углеводороды. Ацетилен полимеризуется в бутадиен, который в дальнейшем образует ядро ароматического углеводорода. При добавлении его к существующим ароматическим ядрам возникают ПАУ.

При неполном сгорании возникают частички углерода - сажа. ПАУ адсорбируются на ее поверхности и попадают в окружающую среду.

1.1.3 Физико-химические свойства ПАУ

Большинство ПАУ - кристаллические соединения (за исключением некоторых производных нафталина) с высокой температурой плавления. В воде ПАУ плохо растворяются. При переходе к органическим растворителям их растворимость возрастает и зависит от их молекулярной массы. Как правило, с увеличением числа ароматических колец и алкильных радикалов растворимость ПАУ уменьшается.

Большинство ПАУ интенсивно поглощают УФ-излучение (300-420 нм) и быстро фотоокисляются в атмосфере с образованием хинонов и карбонильных соединений.

1.1.4 Биологическое действие

В организм ПАУ попадают через дыхательные пути, кожные покровы или пищеварительный тракт.

Тип взаемодействия ПАУ с организмом в основном зависит от самого углеводорода. В основном, при попадании в организм ПАУ под действием ферментов образуют эпоксисоединение, реагирующее с гуанином, что препятствует синтезу ДНК, вызывают нарушения или приводит к возникновению мутаций, способствующих развитию раковых заболеваний.

Одним из наиболее токсичных ПАУ, как уже указывалось ранее, является БП. Кроме того канцерогенная активность ПАУ на 70-80 % обусловлена влиянием БП. Поэтому по присутствию БП в пищевых продуктах можно судить о наличии других ПАУ.

1.1.5 Бенз(а)пирен. Общая характеристика

Бенз(а)пирен(С 20 Н 12) - химическое соединение, представитель семейства полициклических углеводородов (рис.1.1), вещество первого класса опасности. Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного топлива (в меньшей степени при сгорании газообразного).

Рисунок 1.1 Структурная формула бенз(а)пирена.

БП представляет собой пластинки или иглы желтого цвета. Он хорошо растворим в неполярных растворителях, к примеру, в толуоле, бензоле, ксилоле. Несколько хуже растворяется в полярных растворителях, в воде же практически нерастворим.

БП накапливается преимущественно в почве, реже в воде. Из почвы он попадает в растения, продолжая свое движение по трофической цепи. На каждом следующем уровне содержание бенз(а)пирена увеличивается на порядок.

БП - типичный химический канцероген и опасен для человека даже в минимальных концентрациях, поскольку обладает свойством накапливаться в организме человека. ПДК бенз(а)пирена в разных объектах представлено в таблице 1.1. Кроме того БП обладает мутагенными свойствами, т.е. он способен вызывать мутации.

Таблица 1.1 ПДК бенз(а)пирена в различных средах

Наименование объекта	ПДК, мкг/кг
Копченые продукты
Зерновые
Питьевая вода
Вода водоемов

В воздухе среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК СС) составляет 0, 1мкг/100м 3 .

1.2 Методы определения бенз(а)пирена

Основными методами определения ПАУ являются обращено-фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) с флуориметрическим или спектроскопическим детектированием и газовая хроматография (ГХ) с масс-селективным, пламенно-ионизационным, электронно-захватным или фотоионизационным детектированием.

Для определения БП также используют метод люминесцентной спектроскопии, основанной на эффекте Шпольского. Суть эффекта заключается в том, что при низких температурах некоторые многоатомные молекулы дают квазилинейчатые спектры люминесценции высокого разрешения. Достоинством этого метода является невысокая требовательность к степени очистки и чувствительность. Но сложность аппаратуры является существенным ограничением для определения БП.

Хроматография - это метод разделения, анализа и физико-химических исследований веществ, основанный на перемещении зоны вещества вдоль слоя сорбента в потоке подвижной фазы с многократным повторением сорбционных и десорбционных актов. Разделение происходит за счет разницы в константах распределения индивидуальных веществ между двумя фазами. Наиболее важным признаком хроматографии является динамический характер процесса, при котором возникают градиенты в распределении концентрации молекул или частиц.

Общая схема разделения компонентов смеси представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 Схема реализации хроматографического процесса

К достоинствам хроматографических методов можно отнести возможность одновременной реализации большого числа параметров, характеризующих разделение, идентификацию, количественную оценку компонентов в смеси. Таким образом, хроматография является многоканальным источником информации.

В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы хроматографические методы разделяют на газовую и жидкостную хроматографию.

Газовая хроматография в свою очередь, в зависимости от агрегатного состояния неподвижной (стационарной), включает в себя газожидкостную и газотвердофазную хроматографию.

Жидкостная хроматография разделяется на жидкостно-жидкостную, жидкостно-твердофазную и жидкостно-гелевую.

1.2.1 Газовая хроматография

ГХ - разновидность хроматографии, в которой подвижная фаза находится в состоянии газа или пара - инертный газ. Он является газом-носителем. Неподвижной фазой является высокомолекулярная жидкость, которая закреплена на пористом носителе или на стенки длинной капиллярной трубки.

ГХ - универсальный метод разделения смесей веществ, которые испаряются без разложения. Компоненты смеси перемещаются по хроматографической колонке газом-носителем. При этом смесь многократно распределяется между газом-носителем и неподвижной фазой. Разделение происходит за счет различной растворимости компонентов смеси в твердой фазе. На выходе веществ из колонки их регистрируют с помощью детектора.

Детектор - это прибор непрерывного действия, который регистрирует аналитический сигнал. Для ГХ предложено около 60 типов детектирующих систем. В таблице 1.2 представлены типы детекторов, которые чаще всего используются в ГХ.

Таблица 1.2 Детекторы газовой хроматографии

Наименование детектора	Принцип работы
По теплопроводности	Регистрируется различие в теплопроводности анализируемого вещества и газа-носителя
Наименование детектора	Принцип работы
Электронно-захватный	Захват анализируемым веществом тепловых электронов, образованных при облучении в-частицами или высокоэнергетическими электронами газа-носителя
Ультрафиолетовый	Поглощение УФ-света специфическим хромофором анализируемого вещества
Микроволновой плазменный	Возбуждение анализируемого вещества в микроволновой плазме и излучение света на длине характеристической волны присутствующего в веществе элемента
Пламенно-фотометрический	Возбуждение анализируемого вещества в пламени и излучение света в зависимости от типа присутствующего в веществе элемента
Атомно-абсорбционный спектрометр	Тепловая атомизация с последующим поглощением света на специфической длине волны
Электрохимический	Поглощение анализируемых веществ потоком жидкости и электрохимическое детектирование их в потоке
ИК-спектрометр	Поглощение света в ИК-области анализируемым веществом
Пламенно-ионизационный	Образование и регистрация ионов в пламени при сгорании анализируемых веществ
Масс-спектрометр	Образование молекулярных и фрагментарных ионов при электронном ударе или химической ионизации
Фотоионизационный	Фотохимическое образование и регистрация ионов под действием жесткого УФ-излучения на анализируемое вещество

Пламенно-ионизационный детектор чувствительный, но неселективный к БП. Поэтому его используют только для анализа несложных смесей.

Электронно-захватный детектор и чувствительный, и селективный к БП, но его применение затрудняется из-за высокого отклика к электрофиьным соединениям.

Перспективным для определения БП является применение фотоионизационного, но он не нашел широкого распространения из-за нестабильности работы и дороговизны оборудования.

ГХ с масс-спектрометрическим детектированием представляет собой лучшее решение для определения бензапирена в сложных смесях

Принцип действия масс-спектрометра заключается в распределении фрагментов или ионов по массам. Для превращения нейтральных молекул в ионы используется процесс ионизации. Для ионизации органических соединений чаще всего используют электронный удар. Кроме этого используют химическую ионизацию, в основе которой лежит протекание ионно-молекулярных реакций. Для исследования биологических молекул, полимеров и других веществ, которые невозможно перевести в газовую фазу без разложения используются особые виды ионизации.

ГХ с масс-спектроскопическим детектированием - единственный метод, который позволяет использовать внутренние стандарты для количественных определений. В качесте стандартных веществ применяют меченые 2 Н и 13 С изомерные смеси ПАУ. Сдвиг по массе и тот факт, что вещесва-стандарты имеют практически одинаковые характеристики с немечеными ПАУ облегчает идентификацию.

Одним из небольших недостатков масс-спектрометров является небольшой диапазон линейности отклика детектора. Поэтому обычный масс-спектрометр заменяют время-пролётным. Его особенностью является то, что за короткое время можно получить полный масс-спектр соединений и точное измерение масс до 0, 0001 а.е.м.

Сочетание время-пролётного масс-спектрометра с газовой хроматографией обеспечивает хорошее разделение компонентов сложных смесей и низкие пределы обнаружения.

1.2.2 Жидкостная хроматография

Жидкостная хроматография (ЖХ) - метод разделения и анализа сложных веществ, подвижной фазой в котором служит жидкость. Подвижная фаза с одной стороны выполняет транспортную функцию, т.е. переносит несорбируемое вещество, а с другой стороны регулирует константы равновесия, а, следовательно, и удерживание в результате взаимодействия с неподвижной фазой и с молекулами разделяемых веществ.

В ЖХ раделение проходит чаще всего при комнатной температуре. В колонку вводят анализируемную пробу и пропускают элюент. В ЖХ существенное значение имеет природа подвижной фазы. Благодаря этому различные комбинации даже небольшого числа неподвижной фазы и большого числа подвижной позволяет решить разнообразные аналитические задачи.

Анализ в классической жидкостной хроматографии проводиться длительное время, так как скорость подачи пробы мала. Этот метод подходит для предварительного разделения компонентов смеси. В большинстве случаев применяют ВЭЖХ. Быстрый массоперенос при высокой эффективности разделения позволяет определять с помощью ВЭЖХ молекулы, макромолекулы и ионы. Различия классической ЖХ и ВЭЖХ приведена в таблице 1.3.

Таблица 1.3 Экспериментальные различия между классической и высокоэффективной ЖХ

Характеристика	Классическая ЖХ	Высокоэффективная ЖХ
Давление, атм	От долей атм. до 2 атм.
Скорость потока, мм/мин
Продолжитеьность разделения	От нескольких часов до нескольких суток	От нескольких минут до нескольких часов
Оборудование	Колонка и вспомогательное оборудование	Хроматограф
Тип разделения	Препаративное разделение	Аналитическое разделение
Детектирование	Детектирование отдельных фракций аналитическими методами	С помощью детектора
Количество исследуемого вещества	От нескольких мкг до нескольких кг	От нескольких нг до нескольких мкг

ВЭЖХ - это метод колоночной хроматографии, в котором подвижной фазой служит жидкость, движущаяся через хроматографическую колонку, заполненную неподвижной фазой (сорбентом). Колонки для ВЭЖХ характеризуются высоким гидравлическим сопротивлением на входе.

В зависимости от механизма разделения веществ различают следующие варианты ВЭЖХ:

а) распределительную;

б) ионообменную;

в) эксклюзионную;

г) хиральную;

д) адсорбционную.

Метод распределительной хроматографии основан на распределении вещества между двумя несмешивающимися жидкостями, подобно многократно повторяющейся экстракции. При пропускании жидкой подвижной фазы разделение происходит за счет различной растворимости компонентов смеси в жидкой неподвижной фазе.

В ионообменной хроматографии молекулы веществ смеси, диссоциированные в растворе на катионы и анионы, разделяются при движении через сорбент за счет различной силы взаимодействия определяемых ионов с ионными группами сорбента

В эксклюзионной хроматографии молекулы веществ разделяются по размеру за счет их разной способности проникать в поры неподвижной фазы. При этом первыми из колонки выходят наиболее крупные молекулы, способные проникать в минимальное число пор неподвижной фазы, а последними выходят вещества с малыми размерами молекул.

В хиральной хроматографии происходит разделение оптически активных соединений на отдельные энантиомеры (зеркальные изомеры).

В адсорбционной хроматографии вещества разделяются за счет их различной способности адсорбироваться и десорбироваться с поверхности сорбента с развитой поверхностью.

В зависимости от полярности подвижной и неподвижной фаз адсорбционную хроматографию делят на нормально-фазовую (НФХ) и обращено-фазовую (ОФХ) хроматографию.

В НФХ используется полярный адсорбент и неполярная подвижная фаза, а в ОФХ - неполярный адсорбент и полярная подвижная фаза.

Хотя жидкостная хроматография - это метод разделения пробы на компоненты, современный жидкостный хроматограф включает в себя не только систему разделения, но и систему количественного измерения содержания каждого компонент, т.е. систему детектирования. Схема хроматографа представлена на рисунке 1.3.

бензапирен жидкостный хроматографияуглеводород

Рисунок 1.3 Схема жидкостного хроматографа

1 - насос для подачи подвижной фазы через колонку

2 - дозатор для введения пробы в колонку

3 - разделительная колонка

4 - детектор - устройство для получения аналитического сигнала

5 - система обработки - преобразователь аналитического сигнала в форму удобную для восприятия человеком

Для регистрации аналитического сигнала, как указывалось ранее, используют детекторы. В ЖХ используют различные способы детектирования. Некоторые из них рассмотрены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 Детекторы в жидкостной хроматографии

Наименование детектора	Принцип работы
Спектрофотометрический	В процессе элюирования измеряется оптическая плотность элюата при определенной длине волны
Флуориметрический	Измеряется флуоресцентное излучение поглощенного
Наименование детектора	Принцип работы
Рефрактометрический	Определение концентрации вещества в зависимости от показателя преломления, отличного от показателя преломления подвижной фазы
Испарительный детектор лазерного светового излучения	Принцип работы основан на различии давлений паров хроматографических растворителей, входящих в состав подвижной фазы, и анализируемых веществ

В ВЭЖХ для определения БП используют флуориметрический детектор, который селективен по отношению к бензапирену и обладает высокой чувствительностью. Принцип действия такого детектора основан на измерении флуоресцентного излучения поглощенного света. Измерения в основном проводят в УФ-области при длине волны максимального поглощения для данной группы веществ. Длина волны флуоресцентного излучения всегда больше длины волны поглощенного света. В связи с тем, что детектирование ведется от нулевой интенсивности, флуориметрические детекторы более чувствительны по сравнению с детекторами поглощения.

Сочетание ВЭЖХ с масс-спектроскопическим детектором не нашло применения при определении бензапирена. Это связано с тем, что предъявляются высокие требования к чистоте экстрактов, т.е. увеличивается длительность анализа из-за трудоемкой подготовки пробы. Кроме этого оборудование довольно дорогое и недостаточно селективное и чувствительное.

1.3 Определение бенз(а)пирена в воде методом ВЭЖХ

1.3.1 Средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы

Для измерений используют хроматограф для ВЭЖХ Agilent 1200 (рис.1.4) с флуориметрическим детектором, который обеспечивает интервал длин волн возбуждения в диапазоне 270-365 нм и регистрации флуоресценции в диапазоне 390-460 нм.

Рисунок 1.4 ВЭЖХ-хроматограф Agilent 1200

Хроматографическую колонку заполняют сорбентом для ОФХ. В условия выполнения эксперимента эффективность колонки должна быть не менее 5000 теоретических тарелок.

Для подготовки пробы используют делительную воронку вместимостью 2000 см 3 , роторный испаритель, водяную баню, водоструйный насос, н-гексан, хлорид и сульфат натрия, а также ацетонитрил.

Для приготовления градуировочных растворов используют колбы вместительностью 25 и 50 см 3 и градуированные пипетки вместимостью 1, 2, 5 см 3 , раствор бенз(а)пирена с концентрацией с = 1, 0 мкг/см 3 и ацетонитрил.

1.3.2 Подготовка пробы

Для извлечения бенз(а)пирена из воды используют жидкостно-жидкостную экстракцию (ЖЖЭ). Экстрагируют бенз(а)пирен с помощью н-гексана. Для этого в делительную воронку вместимостью 2000 см 3 вносят отобранную воду объемом 1000 см 3 и добавляют 25-30 см 3 н-гексана и 20 см 3 хлорида натрия (NaCl) c концентрацией с=0, 25 г/см 3 и проводят экстракцию, встряхивая смесь в течение 10-15 минут. После отделяют водный слой и проводят экстракцию еще дважды без добавления NaCl. После экстракты объединяют и высушивают, пропуская через осушитель, который представляет собой воронку со слоем сульфата натрия высотой не менее 2 см. В качестве экстрагирующего вещества допускается использование дихлорметана того же объема, что и н-гексан.

После экстракции экстракт упаривают до объема 3 - 5 см 3 на роторном испарителе - устройстве для быстрого удаления жидкостей отгонкой при пониженном давлении. Остаток переносят в пробирку вместительностью 10 - 15 см 3 и добавляют н-гексан, после чего раствор упаривают досуха в вакууме водоструйного насоса, поместив пробирку на водяную баню при температуре 40 - 50 о С. Остаток растворяют в 0, 2 - 0, 5 см 3 ацетонитрила. Полученный концентрат выдерживают не менее 15 минут.

1.3.3 Градуировка

Градуировку проводят по 5 стандартным растворам с концентрацией 0, 002; 0, 01; 0, 02; 0, 05 и 0, 1 мкг/см 3 . Приготовление градуировочных растворов описано в таблице 1.5.

Таблица 1.5 Приготовление градуировочных растворов

	с, мкг/см3	с0, мкг/см3

До метки растворы доводят ацетонитрилом.

Для каждого из растворов регистрируют не менее двух хроматограмм. На рисунке 1.5 приведена хроматограмма бенз(а)пирена с концентрацией 0, 002 мкг/см 3 .

Рисунок 1.5 Хроматограмма бенз(а)пирена с концентрацией 0, 002 мкг/см 3

Расхождение между полученными площадями должно составлять не более 7% их среднеарифметического значения.

По полученным данным строят градуировочный график (рис 1.6) в виде зависимости площади пика от массовой концентрации. Градуировочный график должен быть линейным. Для каждого раствора отклонение измеренной по градуировочной характеристике массовой концентрации от заданного значения не должно превышать 12%. Если отклонение превышает указанное значение, то градуировку повторяют. Градуировку проводят не только перед измерениями, но и после замены колонки или при проведении ремонтно-профилактических работ хроматографа.

Рисунок 1.6 Градуировочная зависимость площади пика от концентрации бенз(а)пирена (r 2 = 0.998)

1.3.4 Проведение ВЭЖХ анализа

Хроматографическое определение бензапирена проводят в ВЭЖХ-колонке Agilent 1200, эффективность колонки должна быть не менее, чем 5000 теоретических тарелок по пику бензапирена. Внутренний диаметр колонки составляет 2 мм. Колонка заполнена обращенно-фазным сорбентом (ОФС). В данном определении было использовали предколонку, выполняющую защитную функцию. Внутренний диаметр предколонки составляет 2 мм, её заполняют тем же ОФС.

В качестве ОФС используют сорбенты с привитыми фазами, полученными на основе силикагеля. В данном определении в качестве сорбентов были использованы октадецилсиликагель (С 18) с размером частиц 5 мкм и гидрофобный микропористый сверхсшитый полистирол с диаметром частиц 3, 2 мкм и средним диаметром пор 20-40 Е. Данный сорбент химически устойчив при рН = 2-7. Эффективность разделения обеспечивается высокой площадью поверхности частиц сорбента, а также равномерностью состава сорбента и плотной равномерной упаковкой. Коэффициент емкости (k) такого сорбента составляет 9, 86.

Подвижной фазой является смесь ацетонитрил - вода. Готовят элюент в объемном соотношении 8:2. В стеклянную посуду вместимостью 1000 см 3 вносят 200 см 3 воды и доводят до метки ацетонитрилом. Непосредственно перед использованием элюент выдерживают для дегазации не менее 4 часов. Для более быстрой дегазации проводят вакуумирование емкости с элюентом, подключая её к водоструйному насосу, поместив на ультразвуковую баню. Элюент подают петлевым краном-дозатором (инжектором) с объемом петли 10 мм 3 , объемная скорость подачи подвижной фазы 200 мм 3 /мин.

При данных условиях хроматографирование занимает 20 - 30 мин.

1.3.5 Регистрация и обработка результатов

Бензапирен детектируют с помощью флуоресцентного детектора. Рекомендуется регистрировать хроматограмму при длине волны возбуждения л возб = 365 нм и длине волны регистрации л регистр. = 400 - 460 нм.

Для увеличения чувствительности в данной методике программируемо изменялись длины волн возбуждения и эмиссии по флуоресценции. Режим программирования приведен в таблице 1. 6.

Таблица 1.6 Режим программирования при использовании флуоресцентного детектора

Хроматограмма, полученная при анализе воды приведена на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 Хроматограмма содержания БП в воде

Пик бензапирена определяют по времени удерживания, т.к это является качественной характеристикой бенз(а)пирена. Для количественного определения содержания бенз(а)пирена рассчитывают площадь пика. Затем по градуировочному графику находят его концентрацию.

Если концентрация бенз(а)пирена превышает максимальную концентрацию стандартного раствора, то анализируемый раствор разбавляют и проводят анализ пробы повторно.

Чувствительность определения бензапирена по данной методике составляет 0, 01 мкг/дм 3 .

1.4 Определение бенз(а)пирена в воде методом ГХ

1.4.1 Отбор и подготовка пробы

Важной частью анализа является отбор и подготовка пробы. Воду отбирают несколько раз с интервалом в несколько дней. После воду фильтруют и отбирают пробу объемом 0, 5 л. К пробе добавляют хлорид натрия и хранят в холодильнике не больше суток.

Для получения достоверных данных БП извлекают из пробы методом ЖЖЭ. Экстрагентом служит диэтиловый эфир. Экстракцию проводят трижды. Первые два раза вещество экстрагируют в объеме экстрагента 50 мл. На третий раз объем экстрагента составляет 30 мл. Все экстракты объединяют и упаривают в роторном испарителе до полного удаления эфира. Полученный образец растворяют в бензоле объемом 2 мл.

Перед количественным определением БП компоненты смеси разделяют методом тонкослойной хроматографии (ТСХ).

ТСХ - хроматографический метод, основанный на использовании тонкого слоя адсорбента в качестве неподвижной фазы.

Перед проведением разделения пластинку погружают в 4-% раствор кофеина в хлороформе и активируют в сушильном шкафу при температуре 100 о С. Для удаления примесей с пластинки, после ее охлаждения, ее промывают хлороформом и опять активируют в сушильном шкафу в течении 30 минут при температуре 100 о С.

Пробы, растворенные в бензоле, наносят на пластинку и осуществляют хроматографирование. Элюирующим веществом является смесь циклогексан - н-гексан, в объемном соотношении 16:1.

1.4.2 Количественное определение

Количественный анализ по данной методике проводят методом газо-жидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектором. Для анализа был использован хроматограф «Цвет - 500» (рис. 1.8) с пламенно-ионизационным детектором.

Рисунок 1.8 Газовый хроматограф «Цвет - 500»

Газом-носителем для данного определения служил азот. Азот подавался с объемной скоростью 3 мл/мин. Для анализа использовали капиллярную кварцевую колонку с размером 25 м Ч0.32 мм. В качестве неподвижной фазы применяли метилсиликоновое масло OV-101 с толщиной пленки 0, 4 мкм. Анализ проводился в режиме программирования температуры от 210 до 300 о С со скоростью 4 о С/мин. Пробу объемом 1 мкл вводили с помощью микрошприца.

На рисунке 1.9 представлена хроматограмма БП полученная по данной методике.

Рисунок 1.9 Хроматограмма БП, полученная методом ГХ (3 -БП)

Качественно БП определяли по времени удерживания, сравнивая с временем удерживания стандартного образца, которое составило 28 минут.

Количественно БП определяют методом внешнего стандарта. Для этого строят градуировочный график по нескольким стандартным образцам с диапазоном концентраций 1-20 нг/мл. В качестве аналитического сигнала использовали высоту пика.

Бенз(а)пирен - канцероген 1-го класса опасности, относящийся к ПАУ. Он может находиться в почве, в воде, в воздухе, в продуктах питания, и, попадая в организм, он аккумулируется. Поэтому его определение в различных объектах является приоритетным.

ПДК БП довольно низкая, поэтому для его определения прибегают к чувствительным методам. Трудность его определения также состоит в том, что в пробе кроме БП могут содержаться его изомеры, такие как бенз(е)пирен и перилен, у которых время удерживания почти как у БП. Т.е присутствие изомеров затрудняет идентификацию вещества. Эту проблему решают, предварительно разделяя смесь методом ТСХ, а также, используя стандартные образцы БП.

В данной курсовой работе было рассмотрено несколько хроматографических методов, которые подходят для определения бенз(а)пирена. После предварительной работы с литературой, был обоснован выбор методов для его количественного определения. На основе метода были выбраны методики и приведены хроматограммы, полученные по данным методикам.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Травень В. Ф. Органическая химия. Учебное пособие для вузов: в 3 т. / В. Ф. Травень -- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. --. -- Т. 2. -- 2013. -- 517 с.

2. Гречищева Н. Ю. Взаимодействие гумусовых кислот с полиядерными ароматическими углеводородами: химические и токсикологические аспекты: дис… на соискание ученой степени доктора хим. наук: 02.00.13 / Н. Ю. Гречищева. -- М., 2000. -- 157 с.

3. Пат. 2466406 Российская Федерация. Способы количественного определения бенз(а)пирена в моче методом жидкостной хроматографии / Зайцева Н. В., Уланова Т. С., Корнажицкая Т. Д., Кислицина А. В., Пшеничникова Е. О., Пермякова Т. С. -- № 2011142553/15; заявл. 20.10.11; опубл. 10.11.12, Бюл. №31.

4. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ: ГН 2.1.7.2041-06. -- [Введен 2006-02-07]. -- М.: Стандартинформ, 2006. -- 7 с.

5. Цимбалюк К. К. Определение полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в объектах окружающей среды (Обзор) / К. К Цимбалюк, Ю. М. Деньга, В. П. Антонович // Методы и объекты химического анализа. -- 2013. -- Т. 8, № 2. -- С. 50 - 62.

6. Золотов Ю. А. Основы аналитической химии. Общие вопросы. Методы разделения: в 2 кн. / Ю. А. Золотов, Е. Н. Дорохова, В. И. Фадеева и др. Под ред. Ю. А. Золотова. -- М.: Высш. Шк., 2002. --. -- Кн. 1. -- 2002. -- 351 с.

7. Царев Н. И. Практическая газовая хроматография. Учебно-методическое пособие для студентов химического факультета по спецкурсу «Газохроматографические методы анализа» / Н. И. Царев, В. И. Царев, И. Б Катраков. -- Барнаул.: Издательство Алтайского государственного университета, 2000. -- 156 с.

8. Другов Ю. С. Газохроматографический анализ загрязненного воздуха / Ю. С. Другов, А. А. Родин. -- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. -- 531 с.

9. Стыскин Е. Л. Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография / Е. Л. Стыскин, Л. Б. Ициксон, Е. В. Брауде. --М.: Химия, 1986. -- 210 с

10. Дмитриков В. П. Анализ полициклических ароматических углеводородов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии / В. П. Дмитриков, О. Г. Ларионов, В. М. Набивач //Успехи химии. -- 1986. -- Т. 2, № 4. -- С. 679 -700.

11. Вода питьевая. Метод определения содержания бенз(а)пирена: ГОСТ 31860 - 2012. -- [Введен 2014-01-01]. -- М.: Стандартинформ, 2014. -- 11 с. -- (Межгосударственный стандарт).

12. Борщ Н. А. Определение бензапирена методом высокоэффективной жидкостной хроматографии / Н. А. Борщ, С. В. Сидоренко // Современные тенденции развития науки и технологий. -- 2016. -- Т. 1, № 2. -- С.37 - 41.

13. Проскурина Н. А. Определение полиядерных ароматических углеводородов в жиросодержащих продуктах питания с использованием твердофазной экстракции/ Н. А. Проскурина, В. А. Даванков, М. М. Ильин //Сорбционные и хроматографические процессы. -- 2009. -- Т. 9, № 2. -- С. 167 - 176.

14. Назаркина С. Г. Капиллярная газовая хроматография в экологическом контроле талых вод / С. Г. Назаркина, П. П. Пурыгин, А. В. Буланова, О. Г. Ларионов // Вестник СамГУ. -- 2000. -- Т. 2, . -- С. 152 -156.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Ароматические углеводороды: общая характеристика. Номенклатура и изомерия, физические и химические свойства ароматических углеводородов. Механизм реакций электрофильного и нуклеофильного замещения в ароматическом ряду. Применение аренов, их токсичность.

реферат , добавлен 11.12.2011


Общие сведения о винилхлориде - бесцветном газе, сильном яде, оказывающем мутагенное, канцерогенное и тератогенное действие. История открытия винилхлорида, его химические свойства и методы получения. Каталитическое газофазное гидрохлорирование ацетилена.

презентация , добавлен 10.08.2015


Классификация альдегидов, строение, нахождение в природе, биологическое действие, применение. Номенклатура кетонов, история открытия, физические и химические свойства. Реакции нуклеофильного присоединения. Химические методы идентификации альдегидов.

презентация , добавлен 13.05.2014


Свойства воды и способы ее умягчения. Требования к жесткости потребляемой воде на теплоэнергетическом производстве. Теоретические основы и методика определения жесткости воды комплексонометрическим методом. Отбор проб, реактивы, выполнение определения.

курсовая работа , добавлен 07.10.2009


Понятие и номенклатура фенолов, их основные физические и химические свойства, характерные реакции. Способы получения фенолов и сферы их практического применения. Токсические свойства фенола и характер его негативного воздействия на организм человека.

курсовая работа , добавлен 16.03.2011


История открытия аспартама, его свойства. Метод определения аспартама, оборудование, приборы и реактивы. Аспартам в организме человека. Токсикологические и клинические исследования аспартама. Потребление продуктов, содержащих аминокислоту фенилаланин.

реферат , добавлен 04.10.2011


Токсическое действие фенола и формальдегида на живые организмы, методы их качественного определения. Количественное определение фенола в пробах природных вод. Метод для определения минимальных концентраций обнаружения органических токсикантов в воде.

курсовая работа , добавлен 20.05.2013


Химическое строение, свойства и биологическое значение витамина С. Суточная потребность в нем. Экспериментальное йодометрическое определение, количественные и химические методы анализа содержания витамина в пищевых продуктах и витаминных препаратах.

курсовая работа , добавлен 18.03.2013


Общая характеристика и главные химические свойства ацетаминопроизводных ароматического ряда. Методы определения подлинности ароматических ацетаминопроизводных. Использование ацетаминопроизводных веществ в фармакологии и их влияние на организм человека.

курсовая работа , добавлен 11.11.2009


Общие черты в строении молекул одноатомных и многоатомных спиртов. Свойства этилового спирта. Действие алкоголя на организм человека. Установление соответствия между исходными веществами и продуктами реакции. Химические свойства многоатомных спиртов.

4.1.2. Методика выполнения измерений массовой доли бенз(а)пирена в продовольственном сырье, пищевых продуктах и почве методом высокоэффективной жидкостной хроматографии

Назначение и область применения

Методика предназначена для количественного определения бенз(а)пирена (БП) в продовольственном сырье, пищевых продуктах и почве при его массовой доле, указанной в табл. 1. Нижняя граница диапазона измерений соответствует 1/2 допустимого уровня (содержания) токсина в продуктах и сырье, верхняя граница - пятикратному превышению допустимого уровня.

Бенз(а)пирен - высокотоксичное канцерогенное соединение, и его допустимое содержание в пищевых продуктах и продовольственном сырье устанавливается Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.3.2.560-96.

Методика может быть применена учреждениями Госсанэпиднадзора РФ, лабораториями других организаций и предприятий, связанными с исследованиями, химическим анализом и сертификацией продуктов питания. Методика не является арбитражной.

Рис. 11.14.

• 1. Нафталин 9. Хризен (0,17*)
• 2. Аценафтен (1,40*) 10. Бенз(а)пирен
• 3. Флуорен (2,60*) 11. Бенз(Ь)флуорантен (0,26*)
• 4. Фенантрен *2,40*) 12. Бенз(к)флуорантен (0,10*)
• 5. Антрацен (0,13*) 13. Бенз(а)пирен (0,2*)
• 6. Флуорантен (0,74*) 14. Дибенз(а,Ь)антрацен
• 7. Пирен (0,67*) 15. BeH3(g,h,i)nepHaen (0,21*)
• 8. Бенз(а)антрацен (0,07*) 16. Индено(1,2,3-сс1)пирен (0,26*)

Условия анализа:

Колонка: Supelcosil® LC РАН (250 мм х 2,1 мм; 5 мкм);

Градиент: Ацетонитрил (А) 50-100%, вода (В) 50-0%; 200 мкл/мин Температура: 25 °С Объем пробы: 10 мкл Детектирование: СФлу, по программе

Характеристики погрешности измерений

Границы относительной погрешности (±5) результата измерения массовой доли БП (при доверительной вероятности 0,95) указаны в табл. 1.

Таблица 1. Анализируемые объекты, диапазоны и характеристики измерений

Группа продуктов (анализируемый объект)	Допустимое содержание (IV X), мг/кг	Диапазон измерений массовой доли БП, мг/кг	Коэффициент извлечения,	Границы относительной погрешности (±8), %
Копченые мясные, рыбные и жировые продукты

Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы

Средства измерений

Хроматографы жидкостные:

• - Микроколоночный «Милихром-5», ТУ 25-7405.0009-89, исполнение 3 с флуориметрическим (ФлД) детектором (Вариант 1).
• - Изократический или градиентный жидкостный хроматограф, например «Кпаиег» (Германия), Госреестр средств измерений РФ 16848-97 или Приставка хроматографическая «ВЭЖХ-3», ТОО «Лю- мэкс» (С.-Петербург), снабженные ФлД «Флюорат-02-2М», ТОО «Люмэкс», Госреестр средств измерений РФ 14093-99 (Вариант 2).
• - Изократический или градиентный жидкостный хроматограф с ФлД любого типа, например «Кпаиег» (Германия), Госреестр средств измерений РФ 16848-97 (Вариант 3).

Колонки хроматографические «Диасфер-110-С 16», ТУ 4215-001- 05451931-94, ЗАО «БиоХимМак СТ» (Москва), с типоразмерами, соответствующими варианту хроматографической системы:

• - 2 х 80 мм, dp = 5 - 7 мкм (Вариант 1)
• - 2 х 150 мм, dp = 5 - 7 мкм (Вариант 2)
• - 4 х 150 мм, dp = 5 - 7 мкм (Вариант 3)

Программно-аппаратный комплекс «МультиХром-Спектр», ТУ АЖРЦ

3.036.001, ЗАО «Амперсенд» (Москва), либо любое другое программное обеспечение, позволяющее проводить градуировку и количественное определение методом внешнего стандарта.

ГСО 7515-98 состава раствора бенз(а)пирена в ацетонитриле с массовой концентрацией бенз(а)пирена 100 мкг/см 3 , АОЗТ «Экрос» (С.-Петербург).

ГСО 7064-93 состава раствора бенз(а)пирена в гексане с массовой концентрацией бенз(а)пирена 100 мкг/см 3 , АОЗТ «Экрос» (С.-Петербург).

Весы лабораторные электронные 4 кл. точности модели ВЛЭ 134, ГОСТ 24104-88 илидр.

Микрошприцы вместимостью 100 мкл фирмы Hamilton, модель Microliter #1710 или аналогичные.

Микропипетки 0,5; 0,2; 0,1 мкл; ГОСТ 20292-74.

Цилиндры мерные 2-25,2-50, 2-100 и 2-500, ГОСТ 1770-74.

Колбы мерные 2-10-2, 2-100-2, ГОСТ 1770-74.

Пипетки градуированные 1, 2, 5, 10 см 3 , ГОСТ 29227-91.

Реактивы и материалы

Ацетонитрил для жидкостной хроматографии, ОП-3 осч, ТУ 6-09-14- 2167-84, ректифицированный.

Вода бидистиллированная, ТУ 6-09-2502-77.

Гексан, х.ч., ТУ 6-09-3375-78, высушенный над Na2 S04 , ректифицированный.

Бензол, х.ч., ГОСТ 5955-75, высушенный над Na2 S04 , ректифицированный.

Сульфат натрия безводный, х.ч., ГОСТ 4166-76.

Концентрирующие патроны «Диапак»: А-3, П-3, С; ТУ 4215-002- 05451931-94, ЗАО «БиоХимМак СТ» (Москва).

Вспомогательные устройства

Система для фильтрации и дегазации элюентов ЗАО «БиоХимМак СТ» (Москва) или др.

Стеклянные флаконы для градуировочных и анализируемых растворов вместимостью 1,8 и 5,0 см 3 с завинчивающимися крышками и тефлоновыми прокладками фирмы Supelco, номера по каталогу 2-6951, 2-7037 и

2-7039, или аналогичные.

Микросмеситель ППЭ-3, «Экрос» (С.-Петербург).

Испаритель ротационный ИР-1М2, ТУ 25-1173.102-84 или др.

Колбы остродонные с пробками вместимостью 25, 10 и 5 см 3 , ГОСТ 25336.

Устройство для отдувки растворов в токе азота, снабженное термоста- тируемым алюминиевым блоком (суховоздушной баней) СП «БиоМарк» (Львов) или др.

Мембранные фильтры с dp = 0,4-0,5 мкм.

Устройство для создания вакуума около 7 мм рт. ст. (водоструйный насос, ГОСТ 25336; водокольцевой вакуумный насос «Бегемот», УВК-РК2/1, ЗАО «БиоХимМак СТ», Москва).

Вакуумное устройство для подготовки проб (вакуумный манифолд) или др. с приемниками проб вместимостью не менее 10 см 3 .

Колба Бюхнера, воронка Бунзена вместимостью не менее 500 и 200 см 3 соответственно, ГОСТ 1770.

Воронка делительная вместимостью 100 и 500 см 3 , ГОСТ 25336.

Колбы плоскодонные конические с пробками вместимостью 50, 100 и 250 см 3 , ГОСТ 25336.

Колбы грушевидные с пробками вместимостью 50 и 100 см 3 , ГОСТ 25336.

Воронка коническая диаметром не менее 10 см, ГОСТ 1770.

Бумага фильтровальная типа «синяя лента».

Вата медицинская нестерильная, х/б.

Метод измерений

Методика включает следующие основные процедуры:

• - первичная экстракция гексаном и переэкстракция в ацетонитрил БП из пробы копченого продукта;
• - первичная экстракция БП смесью ацетонитрил-вода из пробы зерна или почвы;
• - концентрирование и очистка первичного экстракта методом твердофазной экстракции;
• - разбавление подготовленного экстракта пробы смесью ацетонитрил-вода;
• - градуировка хроматографа по растворам с известным значением массовой концентрации БП;
• - анализ раствора подготовленного экстракта пробы методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с регистрацией сигнала флуоресценции;
• - идентификация определяемого БП по параметрам удерживания;
• - вычисление массовой концентрации БП на основе зарегистрированного аналитического сигнала и градуировочной характеристики;
• - вычисление массовой доли БП, исходя из массовой концентрации БП, массы пищевой пробы и объема раствора подготовленного экстракта.

Требования безопасности

При работе с используемыми химическими соединениями необходимо соблюдать требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами, ГОСТ 12.1.018-86 и ГОСТ 12.1.004-76, требования пожарной безопасности, ГОСТ 12.1.004-76.

При попадании растворов БП на кожу" или поверхности предметов необходимо обработать их водой с моющим средством, а затем этиловым спиртом. Растворы должны храниться в холодильнике в герметичной упаковке.

При эксплуатации системы для ВЭЖХ и проведении соответствующих измерений необходимо соблюдать правила электробезопасности, ГОСТ

12.1.019-79 и инструкцию по эксплуатации прибора.

Требования к квалификации операторов

К работе допускаются лица:

• - имеющие квалификацию инженера-химика или техника-химика;
• - имеющие опыт работы в химической лаборатории;
• - прошедшие соответствующие курсы обучения и стажировку в лабораториях, аккредитованных на выполнение анализов с применением ВЭЖХ;
• - получившие положительные результаты при выполнении контрольных операций.

Условия выполнения измерений

Подготовку проб, приготовление растворов, подготовку и выполнение измерений проводят при температуре окружающего воздуха 18-25 °С, атмосферном давлении 84,0-100,7 кПа (630-800 мм рт. ст.), влажности воздуха не более 80% (при температуре 25 °С).

При измерениях в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия: напряжение в сети 220±10 В, частота тока в сети 50zh 1 Гц. Измерения проводят в условиях, рекомендуемых описанием и инструкцией по эксплуатации прибора.

Подготовка к выполнению измерений

Стеклянная посуда

Использованную стеклянную посуду перед дальнейшим употреблением ополаскивают последним из применявшихся растворителей и тщательно моют горячей водой с любым моющим порошком, ополаскивают последовательно дистиллированной и бидистиллированной водой и сушат. Чистую посуду хранят, закрыв пробкой или ватным тампоном.

Отбор проб, хранение и обращение с ними

Отбор и усреднение проб проводят в соответствии с нормативными документами на каждый вид продукции (ГОСТ 13586.3-83, ГОСТ 27668-88, ГОСТ 9792-73, ГОСТ 7631-85). Определяемый БП извлекают из проб копченых продуктов экстракцией сухим гексаном, после упаривания которого проводят его переэкстракцию в ацетонитрил. При извлечении БП из проб зерна или почвы используют смесь вода-ацетонитрил (16:84). Последующие концентрирование и очистку первичного экстракта пробы, содержащего БП, вне зависимости от характера исходного продукта выполняют в соответствии с комплексной схемой твердофазной экстракции с использованием трех концентрирующих патронов Диапак А-3, П-3, С.

Подготовленные пробы (экстракты проб) растворяют в смеси ацетонитрил-вода (70:30).

Каждое измерение массовой доли БП включает подготовку и хроматографический анализ не менее двух проб.

Приготовление смесей растворителей

Смеси растворителей готовят объемным методом в мерных цилиндрах. Требуемые объемы ацетонитрила и воды отмеряют отдельными мерными цилиндрами, а затем смешивают. Экстрагент А: смесь ацетонитрил-вода (84:16).

Приготовление экстрагентов

Для приготовления взаимнонасыщенных ацетонитрила и гексана в делительной воронке вместимостью 500 см 3 встряхивают около 300 см 3 ацетонитрила и 100 см 3 гексана. После расслоения растворителей раздельно отбирают слои: нижний (ацетонитрил, насыщенный гексаном, - экстрагент Б) и верхний (гексан, насыщенный ацетонитрилом, - экстрагент В), интерфазу отбрасывают.

Приготовление элюентов

Для проведения измерений методом ВЭЖХ готовят смеси ацетонитрил-вода в следующих соотношениях: (90:10) - элюент 90, (84:16) - элю- ент 84, (80:20) - элюент 80, (70:30) - элюент 70. Готовые элюенты фильтруют через мембранный фильтр и проводят вакуумную или термическую дегазацию.

Приготовление градуировочных растворов

ГСО состава раствора БП в ацетонитриле (см. выше) перед использованием разбавляют смесью ацетонитрил-вода (7:3). Пипеткой отбирают

1,0 см 3 исходного раствора, помешают в мерную колбу вместимостью 100 см 3 и добавляют растворитель до метки. Далее пипеткой отбирают определенные объемы полученного раствора, помешают их в мерную колбу вместимостью 10 см 3 и добавляют растворитель до метки. Соответствующие объемы растворов, используемых для разбавления, и концентрации градуировочных растворов 2-5 (Вариант 1) и 3-7 (Варианты 2, 3) указаны в табл. 2. При использовании ГСО состава раствора БП в гексане (см. ниже) после упаривания растворителя в условиях, приведенных ниже, сухой остаток перерастворяют в ацетонитриле и разбавляют, как описано выше, с учетом значения аттестованной концентрации ГСО.

Таблица 2. Растворы для градуировки при анализе бензопирена (БП)

Массовая концентрация БП (аттестованное значение ГСО), мкг/см 3	Исходный раствор для разбавления		Градуировочный
				Массовая концентрация БП, мкг/см 3

*Не используется для непосредственной градуировки хроматографической системы.

Подготовка хроматографической системы

Хроматограф включают и подготавливают к работе в соответствии с его описанием и руководством к эксплуатации. Устанавливают колонку «Диасфер-110-С 16» с типоразмерами в соответствии с вариантом хроматографа (см. выше). Прокачивают через хроматографическую систему элюент с наибольшей концентрацией ацетонитрила до стабилизации базовой линии детектора, а затем кондиционируют ее в начальных условиях градиента по соответствующим разделам «Условия проведения анализа».

Подготовка концентрирующих патронов

Концентрирующие патроны Диапак А-3 и П-3 подготавливают к работе следующим образом:

• 1. В полипропиленовый корпус объемом 10 см 3 со сменным фильтром в нижней части засыпают 3 см 3 сухого сорбента Диапак А или П. Верхнюю пустую часть корпуса используют в качестве воронки для нанесения пробы или элюента.
• 2. Закрепляют патрон вертикально в подходящем устройстве для вакуумирования и формируют постукиванием ровный горизонтальный верхний слой сорбента. Для окончательной подготовки патрона Диапак А-3 достаточно зафиксировать слой сорбента небольшим ватным тампоном.
• 3. Для подготовки патрона Диапак П-3 сорбент промывают последовательно 10 см 3 бензола, ацетона и экстрагента А при слабом вакуумировании (скорость скапывания не более 1-2 капель в секунду), не допуская попадания воздуха на сорбент. После заполнения патрона ацетоном дают сорбенту отстояться, вводят верхний полимерный фильтр, уплотняют его по верхнему слою сорбента и продолжают промывку. При достижении экстрагентом А уровня 2-3 см над фильтром промывку прекращают и патрон укупоривают нижней заглушкой и верхней крышкой (для хранения). При случайном пересыхании патрон промывают экстрагентом А. Перед нанесением пробы заглушки снимают и при слабом вакуумировании пропускают остатки водно-ацетонитрильной смеси до уровня верхнего фильтра, затем немедленно заливают исследуемый раствор. Регенерацию многоразового патрона Диапак П-3 проводят по аналогичной схеме, исключая извлечение верхнего фильтра.

Концентрирующий патрон Диапак С подготавливают к работе следующим образом:

• 1. Готовая полипропиленовая капсула с 1 см 3 сорбента Диапак С укупорена заглушками. После снятия заглушек патрон подготавливают к работе, пропуская через него при помощи шприца 5 см 3 гексана при скорости скапывания 1-2 капли в секунду.
• 2. Пробу наносят самотеком, используя в качестве воронки пустой полипропиленовый корпус объемом 10 см 3 , плотно закрепленный в верхнем штуцере капсулы Диапака С.

Подготовка пробы к измерениям

Экстракция гексаном бенз(а)пирена из пробы копченого продукта Навеску 10,0 г пробы копченого продукта растирают в ступке с 30 г безводного сульфата натрия. Смесь количественно переносят в плоскодонную колбу вместимостью 100 см 3 и экстрагируют гексаном в объеме 40 см 3 в течение не менее 30 мин при перемешивании. Первичный гексановый экстракт суммарного жира пробы декантируют и пропускают через 10 г безводного сульфата натрия в отгонную колбу. Дважды повторяют процедуру экстракции двумя объемами по 20 см 3 гексана и пропускают порции экстракта через осушитель в ту же отгонную колбу. Упаривают гексан на ротационном испарителе при температуре не выше 35 °С до исчезновения запаха.

Экстракт суммарного жира растворяют в 20 см 3 экстрагента В, количественно переносят в мерный цилиндр вместимостью 50 см 3 и доводят объем раствора до 40,0 см 3 тем же растворителем.

20,0 см 3 полученного раствора переносят в делительную воронку вместимостью 100 см 3 и проводят переэкстракцию БП в ацетонитрил тремя объемами по 20 см 3 экстрагента Б. Каждый раз, добиваясь по возможности более полного разделения фаз, отбирают нижний слой (ацетонитрильный экстракт БП) и упаривают на ротационном испарителе при температуре не выше 50 °С до объема 10-15 см 3 . Количественно (при помощи ацетонитрила) переносят раствор в мерный цилиндр вместимостью 25 см 3 , доводят объем до 21,0 см 3 ацетонитрилом, добавляют 4,0 см 3 бидистиллированной воды и тщательно перемешивают полученный водно-ацетонитрильный экстракт БП.

Экстракция бенз(а)пирена из пробы зерна или почвы смесью ацетонитрил-вода

Навеску 10-25 г пробы переносят в плоскодонную колбу, добавляют 50-125 см 3 экстрагента А, строго соблюдая соотношение 1:5 навески продукта к объему экстрагента, и перемешивают в течение 1 часа. Фильтруют водно-ацетонитрильный экстракт БП через бумажный фильтр на воронке Бюхнера под вакуумом и отжимают осадок на фильтре.

Предварительная очистка и концентрирование первичного экстракта зерна или копченого продукта

Пропускают через патрон Диапак А-3 25,0 см 3 а затем 3 см 3 экстрагента А при скорости скапывания 2-3 капли в секунду в приемную колбу.

Пропускают через подготовленный патрон Диапак П-3 собранный элюат, а затем 5 см 3 ацетонитрила при скорости скапывания 1-2 капли в секунду, отбрасывая смывы. Элюируют с патрона целевую фракцию, содержащую БП, смесью бензол-ацетонитрил (1:1) в объеме 7 см 3 при скорости скапывания 1-2 капли в секунду в отгонную колбу. Упаривают элюат на ротационном испарителе при температуре не выше 50 °С, добавляют в колбу 0,5 см 3 гексана и тщательно встряхивают на микросмесителе до полного растворения сухого остатка.

Предварительная очистка и концентрирование первичного экстракта почвы

Пропускают через патрон Диапак А-3 5,0 см 3 водно-ацетонитрильного экстракта БП, затем 3 см 3 экстрагента А при скорости скапывания 2-3 капли в секунду в приемную колбу. Переносят элюат в мерный цилиндр вместимостью 25 см 3 , ополаскивают колбу двумя объемами по 5 см 3 экстрагента А и доводят объем раствора в цилиндре до 20 см 3 .

Пропускают через подготовленный патрон Диапак П-3 5,0 см 3 разбавленного элюата, а затем 5 см 3 ацетонитрила при скорости скапывания 1-2 капли в секунду, отбрасывая смывы. Элюируют с патрона целевую фракцию, содержащую БП, смесью бензол-ацетонитрил (1:1) в объеме 7 см 3 при скорости скапывания 1-2 капли в секунду в отгонную колбу. Упаривают элюат на ротационном испарителе при температуре не выше 50 °С, добавляют в колбу 0,5 см 3 гексана и тщательно встряхивают на микросмесителе до полного растворения сухого остатка.

Тонкая очистка экстракта

Наносят на подготовленный патрон Диапак С самотеком 0,5 см 3 раствора пробы в гексане, затем обмывают колбу двумя порциями по 0,5 см 3 гексана и последовательно наносят их на патрон, отбрасывая все смывы. Элюируют БП бензолом в объеме 2,0 см 3 со скоростью скапывания 1-2 капли в секунду в отгонную колбу и упаривают на ротационном испарителе при температуре не выше 50 °С. Растворяют сухой остаток экстракта пробы БП в смеси ацетонитрил-вода (7:3), объемы которой указаны в разделах «Условия проведения измерения» для каждого варианта хроматографической системы (см. ниже).

Градуировка и выполнение измерений

Градуировка хроматографа

Градуировку хроматографа осуществляют последовательным вводом (в условиях проведения измерения БП) номинального объема градуировочных растворов (табл. 2) в порядке возрастания их массовых концентраций. Каждый раствор вводят в хроматограф не менее двух раз. При правильной настройке хроматографической системы высота пика на хроматограмме градуировочного раствора с наименьшей концентрацией должна превышать уровень шумов базовой линии не менее чем в 10 раз.

После математической обработки хроматограмм фиксируют параметры удерживания и площади пиков и строят градуировочные характеристики (ГХ), отражающие зависимость среднего значения площади пика от массовой концентрации БП в градуировочном растворе .

Контролируют правильность построения градуировочной характеристики.

Градуировочную характеристику перестраивают при смене колонок, после проведения ремонтно-профилактических работ, при отрицательных результатах контроля стабильности ГХ (см. ниже).

Определение бенз(а)пирена

Условия проведения измерения (Вариант 1)

Для анализа подготовленный экстракт пробы БП растворяют в 0,1 см 3 смеси ацетонитрил-вода.

Режимы работы ФМД и УВПА задают с клавиатуры ЭВМ в соответствии с Руководством пользователя (ПАК «МультиХром-Спектр») и контролируют на мониторах в следующем виде:

Флуориметрический детектор

• длина волны возбуждения 296 нм;
• длина волны испускания - светофильтр № 2 (более 380 нм);
• время измерения 0,2 с.

Автоматический дозатор

• объем регенерации 0,4 см 3 ;
• объем пробы 0,04 см 3 ;
• скорость потока 0,15 см 3 /мин;
• скорость набора 0,3 см 3 /мин;
• время удерживания БП 11 мин.
• состав элюентов в сосудах и схема составления градиента ацетонитрила представлена в табл. 3.

Таблица 3. Элюенты

Условия проведения измерении (Вариант 2)

Для анализа подготовленный (см. выше) экстракт пробы БП растворяют в 0,5 см 3 смеси ацетонитрил-вода.

• фильтр на линии возбуждения - «Х4»;
• фильтр на линии эмиссии - «ХЗ»;
• объем пробы 0,02 см 3 ;
• чувствительность средняя;
• сглаживание - 4;
• уровень «фона» выбирают по результатам регистрации пробной хроматограммы градуировочного раствора № 3.

• скорость потока 0,2 см 3 /мин;
• элюент 84;
• время удерживания БП около 12 мин.

Градиентный режим разделения:

• скорость потока 0,25 см 3 /мин;
• элюента 100в элюенте 70 за 20 мин;

Условия проведения измерении (Вариант 3)

Для анализа подготовленный экстракт пробы БП растворяют в 0,5 см 3 смеси ацетонитрил-вода.

• длина волны возбуждения 375 нм;
• длина волны эмиссии 405 нм;
• скорость потока 0,8 см 3 /мин;
• объем пробы 0,02 см 3 ;
• постоянная времени 1,0 с.

Изократический режим разделения:

• элюент 84;
• время удерживания БП около 12 мин;

Градиентный режим разделения:

• линейный градиент от 30 до 70% элюента 100в элюенте 70 за 20 мин;
• время удерживания БП около 14 мин.

Получение и обработка хроматограмм

Ввод в хроматограф раствора экстракта пробы осуществляют два раза. Идентификацию БП проводят на основании сравнения параметров удерживания пиков на хроматограммах экстракта пробы и градуировочных растворов. Ориентировочные параметры удерживания указаны в разделах «Условия проведения измерений». Надежной идентификации определяемого соединения соответствует разность значений параметров удерживания для градуировочного раствора и пробы, не превышающая 0,2 мин.

Разбавление раствора экстракта

Проводят в том случае, если массовая концентрация определяемого БП превышает его наибольшую массовую концентрацию в градуировочных растворах. Раствор экстракта разбавляют вдвое (степень разбавления, dil = 2), отбирая равные объемы данного раствора и смеси ацетонитрил-вода (70:30) и смешивая последние. В том случае, если однократное разбавление не избавляет от «зашкаливания», процедуру повторяют (степень разбавления, dil = 4).

Обработка результатов измерений

Вычисляют среднее значение площади пика (выходного сигнала хроматографа) для двух вводов раствора экстракта пробы в хроматограф. Контролируют сходимость выходных сигналов (см. ниже).

По градуировочной зависимости находят значение массовой концентрации БП в растворе, соответствующее среднему значению площади пика.

Массовую долю БП (И^), мг/кг, в /-ой пробе (результат определения) вычисляют по формуле

где Сбп - массовая концентрация определяемого вещества в растворе экстракта /-ой пробы БП, мкг/см 3 (вычисляется по градуировочной зависимости, исходя из среднего значения площади пика); V p - объем раствора экстракта /-ой пробы БП, см 3 ; R - степень извлечения БП на стадии пробо- подготовки по табл. 2; М экв - масса части пробы, соответствующая доле водно-ацетонитрильного экстракта БП, использованной для очистки и последующего хроматографического определения - эквивалентная масса пробы, составляющая 5,0 г (зерно, копченые продукты) или 0,25 г (почва).

В случае разбавления экстракта (см. выше) массовую долю БП (W,-, мг/кг) в /-ом измерении вычисляют по формуле

где Wj - значение, полученное по формуле (II. 1), dil - степень разбавления (см. выше).

Вычисляют среднее для двух проб значение массовой доли БП (результат анализа):

Контролируют сходимость результатов определений массовой доли БП (см. ниже).

Оформление результатов измерений

Результат анализа (измерения) массовой доли БП в определяемом объекте представляют в форме

где W - массовая доля БП, рассчитанная по формуле (II.3).

В случае, если БП не обнаружен, результат измерения представляют в форме

где П"дс - допустимое содержание БП по табл. 1.

Контроль погрешности МВИ

Контроль сходимости выходных сигналов хроматографа

Контроль проводят при градуировке и анализе каждой пробы в отношении выходных сигналов (значений площадей пиков БП на хроматограммах), полученных при двух вводах раствора в хроматограф. Результат контроля признают удовлетворительным, если размах выходных сигналов, отнесенный к среднему арифметическому, не превышает 8%.

Контроль правильности построения градуировочной характеристики

Контроль проводят при каждой градуировке. Результат контроля признают удовлетворительным при выполнении для каждогоу"-го градуировочного раствора условия

где Sj - среднее значение площади пика БП дляу"-го градуировочного раствора, у.е.; S) - значение площади пика, соответствующее по градуировочной характеристике массовой концентрации БП в у"-ом градуировочном растворе, у.е.

Контроль стабильности градуировочной характеристики

Контроль проводят ежедневно перед началом работы с анализируемыми пробами по контрольному раствору, в качестве которого используют градуировочный раствор с массовой концентрацией БП, соответствующей его допустимому содержанию в анализируемом объекте.

Результат контроля признают удовлетворительным при выполнении условия

где С ки - значение массовой концентрации БП в контрольном растворе, найденное по градуировочной характеристике для среднего значения площади пика, мкг/см 3 ; С к - значение массовой концентрации БП в контрольном растворе согласно табл. 2.

Контроль сходимости результатов определения

Контроль проводят при каждом анализе (измерении). Результат контроля признают удовлетворительным, если размах результатов определений, отнесенный к среднему арифметическому (результату анализа), не превышает 10%.

Контроль погрешности методом добавок

Контроль проводят:

• а) перед началом применения настоящей МВИ - в обязательном порядке;
• б) при появлении сомнительных результатов определения массовой доли БП;
• в) в соответствии с планами внутрилабораторного контроля;
• г) по требованию организаций, контролирующих деятельность лаборатории.

Добавка формируется на основе градуировочного раствора. Величина добавки (D, мг/кг) выбирается такой, чтобы массовая доля БП в пробе увеличилась в 1,5-2,5 раза. Расчет проводят по формуле

где C D - массовая концентрация БП в градуировочном растворе, мкг/см 3 ; Vo - объем градуировочного раствора БП, вводимого в пробу, см 3 ; М жв - эквивалентная масса пробы, взятой на анализ, г.

Добавка вводится в первичный экстракт пробы зерна или почвы в виде градуировочного раствора, приготовленного в соответствии с табл. 2. В первичный экстракт копченого продукта добавка вводится в виде раствора аналогичной концентрации в гексане. Для этого ГСО состава БП в гексане (см. выше) разбавляют (с учетом поправки на аттестованное значение концентрации) в соответствии с процедурой приготовления градуировочных растворов (см. выше), используя в качестве растворителя гексан и получая раствор требуемой концентрации. При использовании ГСО состава БП в ацетонитриле после упаривания растворителя сухой остаток перерастворяют в гексане и разбавляют гексаном, как описано выше.

Анализ двух проб с естественным содержанием БП и двух проб с добавкой БП проводят в одинаковых условиях (один прибор, одна градуировочная характеристика, один оператор). Результат контроля признают удовлетворительным при выполнении условия

где W D - массовая доля БП в пробах с добавкой, мг/кг; W - массовая доля БП в пробах без добавки, мг/кг (W D и W- средние значения массовой доли для двух проб при положительных результатах контроля сходимости).

Иллюстрацией применения этой методики в практической экоаналитике могут служить хроматограмма и градуировочный график для определения бенз(а)пирена в пищевых продуктах (рис. 11.15 и 11.16).

Результаты контроля погрешности определения бенз(а)пирена в объектах методом добавок с флуориметрическим детектированием 375 Ех/405 Ет (Вариант 3).

Уровень добавки соответствует 0,5 допустимого содержания бензапирена (0,0005 мг/кг - зерно и копченые продукты, 0,01 мг/кг - почва).

Рис. 11.15.

Градуировка для компонента: БаП Коэффициент корреляции: 0,999667 Отклик: Площадь

Опорный канал 365 Ех/405 Em

Формула Y = Ki X

Значения 100 (W D - W - D)/D составляют 10 и 16% для образцов 1 и 2 соответственно. Определяемое соединение в исходном образце пшеничной муки присутствует в количестве 0,00009 кг/кг.

Образец 1 - 0,00064 мг/кг Образец 2 - 0,00067 мг/кг

• В общем случае градуировочная характеристика имеет виды S = АС + В, где S - площадь пика, у.е.; С - массовая концентрация загрязнителя, мкг/см3; А и В - коэффициенты.