Способ количественного определения фосфорорганических пестицидов

 

СПОСОБ KOJnf4ECTBEKHOrO ОПРЕДЕЛЕЕ Ш ФOCФOPOPГAHИЧECK iX ПЕСТИ11ИЛОВ , предусматривающий помещение . л . - 1 J S|{bj№ JiH A в раствор с анализируемой пробой в качестве тест-объектов дафний (Daphnia magna) ,. учет продолжительности их вьсеивання при температуре 34-36 С к последукнцее определение количества пестицида по калибровочному графику, отличающийся тем, что, с целью снижения пределов обнаружения пестицидов и обеспечения определения их малых количеств в таких сложных аналитических пробах, как корм и почва, пестицид предварительно извлекают из пробы экстракцией, а затем проводят полное удаление экстрагента из пробы испарением, при этом испарение осуществляют в два этапа, на первом из которых испарение экстрагента ведут в потоке воздуха, в конце этого этапа добавляют t-1,5 мл природной чистой воды для улавливания пестицида, а дальнейшее испарение проводят на водяной бане при температзфе 54-56 с в течение 25-30 мин. tOBci.

союз советских

СОЦИАЛИ 1ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ГВУ в раствор с анализируемой пробой в качестве тест-объектов дафний (Daphoia magna) учет продолжительности о их вызывания при температуре 34-36 С и последующее определение количества пестицида по калибровочному графику, отличающийся тем,. что, с целью снижения пределов обнаружения пестицидов и обеспечения определения их малых количеств в таких сложных аналитических пробах, как корм и почва, пестицид предварительно извлекают из пробы экстракцией, а затем проводят полное удаление экстрагента из пробы испарением, при этом испарение осуществляют в два этапа, на первом из которых испарение экстрагента ведут в потоке воздуха, в конце этого этапа добавляют 1-1,5 мл природной чистой воды для улавливания пестицида, а дальнейшее испарение проводят на водяной бане при температуре 54-56 С в течение 25-30 мин. о

ГООУДАРСТВЕНпсми НОМиТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЫЧТЯНИй И ОтКРЬПМй (21) 3518520/28-13 (22) 01 . 12. 82 (46) 15.0?.85. Бюл, Р -26 (72) А.А.Туманов, И.А.Филимонова, И.Е.Постнов, Н.И.Осипова и А.Б.Зимин (7 1) Научно-исследовательский институт химии при Горьковском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им.Н.И.Лобачевского (53) 639.3.05(088.8)

{56) Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах, внешней среде.-И.:

Колос, МСХ СССР, 1977, с. 113.Авторское свидетельство СССР по заявке - 3375155/28-13, кл. А 01 К 61/00, 1981. (54) (57) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИПИДОВ, предусматриваюндй помещение (sl)% А 01 К 61/00; С 01 N 33/18

1 ! ХШ270 г

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именчо к аналитической химии и может быть использовано в санитарно-химическом контроле за содержанием в воде, почве, кормах фосфорорганических гестицидов, таких как дихлорофос и бутифос.

Ф

Известен способ количественного определения фосфорорганического пестицида — дихлорофоса н воде путем зкстракции его из воды хлористым метиленом, отгонки растворителя и последующего спектрофотометриронания продукта конденсации резорцина с

55 дихлорацетальдегидом, выделившимся в результате щелочного гидролиза (11.

Но изнестный способ не обладает высокой чувствительностью, так как . нижний предел обнаружения потенциала состанляет у него 0,06 мг/л, а полнота выделения равна 80-$37., Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому эффекту является способ количественного определения фосфорорганических пестицидов, предполагающий помещение н раствор с анализируемой пробой в качестве тест-объектов дафний (Daphnia magna) и учет продол- ЗО жительности их выживания при темперао туре 34-36 С с последующим определением количества пестицида по калибровочному графику (25.

Известный спосо" основан на непос-35 редственном биотестнронании пестицида (дифлорофоса) в воде и его применение невозможно при определении пестицидов и таких сложных аналитических объектах, как почва или кожа. 40

Кроме того, известный способ не позволяет значительно снизить предел обнаружения пестицида.

Цель изобретения заключается в снижении пределов обнаружения пести- 45 цидон и в обеспечении определения их малых количеств в сложных аналитических пробах таких, как корм и почва.

Для достижения этой цели. пестицид предварительно извлекают из пробы 50 экстракцией, после чего проводят полное удаление экстрагента из пробы испарением, при этом испарение .осуществляют в два этапа, на перном из которых испарение ведут в потоке 55 воздуха, в конце добавляют 1-1,5 мл природной чистой воды для улавлинания пестицида. Дальнейшее испарение проводят на водяной бане при температуре 54-56 С н течение 25-30 мин. ь

Предлагаемый способ определения фосфорорганических пестицицов (ФОП) осуществляют следующим образом.

Проводят экстракцию пестицидов иэ пробы. подходящими экстрагентами в малых объемах, которые количественно и достаточно быстро извлекают пестициды из анализируемых проб и не мешают дальнейшему их определению биологическим способом. Таким экстрагентом в сочетании с биологическим способом является химически чистый хлороформ. Одновременно с извлечением препаратов из воды достигается концентрация их в малых объемах органического растворителя, вследствие чего сокращается- время проведения анализа. Затем проводят удаление токсичного для биотестов экстрагента из анализируемой пробы, исключающее потери низких концентраций фосфорорганических соединений. В связи с невозможностью проведения биотестирования в среде органического растворителя и использования стандартного приема отгонки растворителя из-sa разложения низких концентраций ФОП при достижении температуры отгонки растворитель удаляют в два этапа (в.начале испарением в потоке воздуха в вытяжном шкафу хлороформа)

1-1,5 мл чистой природной воды для улавливания пестицида, а н дальнейшем испарение ведут на водяной бане при температуре 54-56 С в течение 20ь

30 мин. В ходе испарения добанляют еще 0,5-1 мл воды с таким расчетом, чтобы дно стакана, из которого недут испарение, всегда было покрыто водой.

Вследствие опасности потерь низких концентраций: пестицидов при выдерживании анализируемых проб на водяной бане при температуре 5456 С более 30 мин не следует добавь лять воды более указанного объема.

Повышение же температуры сверх 5456 С приводит к потере пестицидов из ь анализируемых проб, а снижение о температуры относительно 54-56 С гриводит к необходимости длительного выдерживания на водяной бане, что удлиняет время проведения анализа.

Выбор временного режима испарения экстрагента на водяной баке 25-30 мин обусловлен тем, что он достаточен для полного удаления остэтков экстр- формом (3х5 мл) . Экстракт пе-»еводяагента из анализируемой пробы, в то в стакан на 50 мл и испаряют раст время как выдерживание на бане воритель н потоке возуха оздуха в вытяжном менее 25 мнн не обеспечивает удаления шкафу. В конце испарения последних следов экстрагента, токсичного 5 капель хлороформа добавляют 1,5 мл для биотестон и искажает результаты чистой природной воды для улавливаопределения или делает невозможным ния пестицида и даль дальнеишее испарепроведение анализа. Увеличение вре- нне растворителя пр я проводят на водямени испарения более 30 мин не явля- ной бане при тем . 55 С р температуре 55 С в ется целесообразным, так как увели- течение 30 мнн П с осле удаления чинается опасность потерь или разло- токсичного р-стнорит тнорителя из анализижения лести и а. ц д руемои пробы воды в стакан добавляют

После удаления экстрагента осу- 10 мл природной воды, не содержащей содер,ащей ществляют количественное определение токсичных примесей и 10 и и вводят 10 дафкий пестицидов с помощью биологических 15 н возрасте до сут о суток, после чего инд»»каторон (Daphnia»»»anna) . для . термостатируют пробу при 35 С и этой цели в стаканы с пробами добав- Фиксируют время 1ООХ- нои иммобилиляют !О мл природной воды, не со- зации дафний. держащей токсических нещес re, куда Количеств н» чественное содержа»»ие дихлоропомещают !0 экземпляров дафний в >0 Аоса в воде .о в воде определяют по калибровочвозрасте не более суток, при этом ному графику. Для его получе ния к поддерживают постоянную температуру -36 пробе чистой прир»н " б ироднои воды добавляют

34-36 С и фиксируют время 1007 иммобилизации (потери поступатель- интервале концентрации от 5 ° 10 до ного движения) дафний. 1 ° !О мг/л.

Содержание ФОП находят по предна- Исходные растворы 1000 мг/л и рительно построенному калибровочному 100 мг/л готовят в этил вом спирте графику: Йд времени 1ООХ-ной иммоби- (хранят в течение недели при .едели при темперализации — fg концентрации лести- туре +5 С) Дальнейше ейшее разведение цида. Данные для его построения ЗО выполняют в дистиллированной воде, получают в условиях, аналогичных а в работе используют свеженриготовопределению пестицидов н исследуемых ленные растворы. Проводят экстракцию, образцах воды. Для получения калиб- как описано вьш»е, для пробы воды с роночного графика в пробу чистой природной воды добавляют стандартнь»е 3g По полученным данным строя калиброрастворы фосфороргакических пести- вочный график. цидов в интервале концентраций На фиг, 1 изобр е изо ражен калибровочный

5 - l0 -! .10 мг

-1 -10 мг/л для дихлорофоса, график зависимости логарифм р ма времени мг/л для бутифоса. 10ОХ-ной иммобилизации от логарифма

Предел обнаружения дихлорофоса (ДЦВФ) 4» концентрации дихлорофоса. .с помощьюдафний составляет 5 10 мг/л

-3 э

Найденная концентрация дих дихлорофобутифоса — 5 !О мг/л наибольшая

Э са - ° 1О мг/

° NI л, продолжительность продолжительность выполнения анализа анализа I 5 ч ми ч, минимальная определянизких концентраций дихлорофоса— емая концентрация дихлорофоса—

3,5 ч, бутифоса — 7,5 ч. 5 .10 мг/л.

Пример 1. Пробу природной В табл. 1 и в последующих таблицах воды объемом 0,5 л, содержащую иеиз- приведены резуль таты, доказывающие вестное количество дихлорофоса подкис-,правильность

У спосо а определения фосб ляют 1И раствором соляной кислоты до форорганических пестицидов С этой рН 4,5. атем растворяют 150 г химичес- 5О целью в модел нь б ьные о разцы, например, ки чистого хлористого натрия приливают воды почвы к

Э У кормов вводят известные

5 мл хлороформа и экстрагируют концентрации определяемого вещества. в течение 10 мин. Экстракт фильтруют После проведения всех необходимых через бумажный фильтр. Экстракцию операций, описываемых н данном спопонторяют 20 мл хлороформа в течение >> собе, по калибровочному графику

5 мин. Объединенный экстракт сушат находят эти концентрации. В графе безводным сульфатом натрия и вновь таблиц "найдено" приве ведены средние фильтруют. Осушитель промывают хлоро Результаты определения концентраций

В,ппгхо

30 фосфорорганических пестицидов из шести параллельных опытов (И = 6).

Приводятся также границы доверительного интервала (йМ}, где g — относительное стандартное отклонение от 5 среднего результата, à 4 — коэффициент, который находят по таблице нормированных отклонений распределения Стьюдента при заданной доверительной вероятности и = 0,95, свидетельствующей о том, что с вероятностью 95% результат определения будет находится в доверительном интервале.

Пример 2. Как в примере 1, но в качестве анализируемого пестицида используют бутифос..

Для построения калибровочного графика в пробу чистой природной воды добавляют стандартные растворы бутифоса в интервале концентраций от

5 1О мг/л до 1-10 мг/л.

На фиг. 2 изображен калибровочный график зависимости логарифма времени

100%-ной иммобилизации дафний от логарифма концентраций бутифоса.

В табл. 2 представлены некоторые результаты количественного определения бутифоса предложенным способом.

Продолжительность определения . самой низкой концентрации бутифоса в воде 7,5 ч, нижний предел обнаружения бутифоса 5 ° 10 мг/л.

Пример 3. Ь образец почвы массой 1 г, содержащей неизвестное количество дихлорофоса, добавляют хлороформ в количестве 20 мЛ, Зкстракцию пестицида из образца почвы проводят дважды, вначале 10 мл экстрагента, затем еще 10 мл в тече- 4g ние 10 и 10 мин. Экстракты фильтруют через бумажный фильтр и объединяют.

Объединенный экстракт переводят в стакан на 50 мл и испаряют хлороформ в потоке воздуха в вытяжном шкафу. 4S

В коМце испарения последних капельхлороформа в пробу добавляют 1,5мл чистой природной воды для предотвращения потерь пестицида и дальнейшее испарение растворителя проводят на 50 водяной бане при температуре 55 С в течение 30 мин. После полного удаления токсичного для дафний растворителя из анализируемой пробы проводят биотестирование пестицида. Для этого 55 в стакан добавляют 10 мл природной воды, не содержащей токсичных примесей, и вводят 1О дафний в возрасте

% до суток, Пробы термостатируют при о

35 С и фиксируют время 100%-ной иммобилизации дафний.

Количественное содержание дихлофоса в почве определяют по калибровочному графику с учетом разбавления анализуемой пробы.. Для построения калибровочного графика к пробе чистой природной воды добавляют стандартные растворы пестицидов в интервале концентраций от 0,1-5 ° 10 мг/л для дихлорофоса (2,0-0, 1 мг/л для бутифоса) и затем биотестируют пестициды как описано выше. По полученным данным строят калибровочный график в координатах; 1g времени 100%-ной иммобилизаций дафний — 1g концентрации пестицида (cM.фиг. 3).

Найденная с помощью калибровочного графика концентрация дихлорофоса в почве — 5 10 мкг/г, продолжительность биотестирования этих концентраций составляет 3 ч.

Правильность предлагаемого способа определения дихлорофоса и бутифоса в почве проверялась по методу

"Введено-найдено", где п — число параллельных опытов для данной концентрации, в4 — доверительная вероятность. В графе "найдено" приведены средние результаты определения концентраций пестицида из.б параллельных опытов границы доверительного интервала.

Пример 4. То же, что в примере 3, но используют образец почвы, содержащей бутифос. Количественное ° содержание бутифоса в почве определяют по калибровочному графику с учетом разбавления анализируемой пробы. Для построения графика к пробе чистой воды добавляют стандартные растворы пестицидов в интервале концентрации

2,0-0,1 мг/л, а затем биотестируют, как указано выше, и по полученным данным строят график (см. фиг. 4) .

Найденная с помощью графика концентрация составляла 1,0 мкг/г, продолжительность биотестирования—

3 ч.

Как видно из данных табл. 3 и 4, погрешность определения находится в,интервале значений 1-8%. Диапазон определяемых содержаний дифлорофоса

1-5 ° 10 мкг/г, бутнфоса 20-1 мкг/r.

Пример 5. Количественное определение дихлорофоса к комбикорме. Для анализа берут пробу комби270.Таблица 1

Некоторые результаты количественного определения дихлорофоса в воде (й = б, = 0,95)

Введено дихлорофоса, мг/л

Найдено дихлорофоса, мг/л

Погрешность, 7.

5,0 10 «+ О, 11 ° 10

5.10-

22,0

1 ° 10.

5.10 4

1 ° 10

S 10

1 10

1,2.10 + 0,28 10

5 10 10 + 0,17 10

23,0

3,4

1,20 10 + 0,12-10

1,0

5,20 10 + 0,47 ° 10

8,8

1,20 10 + 0,095 ° 10

7,9

Таблица 2

Введено бутифоса, мг/л

Найдено бутифоса, мг/л

Погрешность, 7.

5.10

5210 1 0910

1,3 ° 10 О, 14 10

5,1 10 +05 ° 10

17э3

1 .10

10,7

5 10

1 10

9.8

1,0 ° 10Г + 0,09 ° 10

9 О

I, j IU ! корма массой 1 r. В состав комбикорма входят до 10-12 сложных органических и минеральных компонентов. К анализируемому образцу добавляют 20 мл хлороформа и проводят зкстракциоиное извлечение дихлорофоса из комбикорма, полностью удаляя затем экстрагент из анализируемой пробы, как описано в примере

Количественное содержание дихлоро-10 фоса в комбикорме находят по калибровочному графику (фиг. 3). Диапазон определяемых содержаний ДДВФ.t0,075 мкг/г комбикорма, погрешность определения 3-18X. . 15

Описанный способ характеризуется

BhIcoKoH чувствительностью по сравнению с прототипом, так как одновременно с экстракционным извлечением пестицида происходит концентрирование его 20 из больших обьемов (масс) в меньшие.

Изменяя начальный обьем (массу) пробы в сторону увеличения, можно снизить предел обнаружения пестицидов. Кроме того, увеличивая время наблюдения за анализируемыми пробами .более 2,5 ч (это время иммобилизации дафний в растворах с концентрацией дихлорофоса 5 10 мг/л до 3 ч), .обнаруживают дихлорофос в воде при концентрации его 2,5-10 мг/л, а более 5 часов определяют концентрацию 1 10 мг/л.

Таким образом, чувствительность описанного способа повышается в

2-5 раз по сравнению с известным.

Предложенный способ является и более избирательньп, так как при экстракционном извлечении пестицида некоторые токсичные примеси, которые могут присутствовать в анализируемой пробе (воде), например, катионы тяжелых металлов, в данном случае из анализируемой пробы не извлекаются и вследствие этого не оказывают мешанлцего влияния на определение пестицида, что возможно при использовании известного способа.! ПП270

Найдено, мкг/г почвы

Введено ДПВФ, мкг/г почвы

Погрешность, Ж

0,9 + 0,08

1,0

8,8 (5,0 « 0,1)- 10

2,0 (1,0 + 0,08} 10

8,0 (4,7 Ф 0,1). 10 2

2,1 (0,9 + С,012) -10 (4,9+ 0,14) -10-Э

1,3

3,0

Погрешность, Х

Найдено, мкг/г почвы

Введено бутифоса, мкг/г почвы

20,4 + 0,2

1,0

9,5 и 0,08

0,8

4ю 9 0108

5,0

1,1 «+ 0,04

1,0

3,6

5 .10

1 ° 10

5 10

1 102

5 10

Таблица 3

Некоторые результаты количественного определения ДДВФ в почве с помощью дафний как аналитических индикаторов (h =- 6, М = 0,95}

Таблица 4

Некоторые результаты количественного определения бутифоса в почве с помощью дафний как аналитических индикаторов г

2.2

Рог.х

<2. р

Ь

4 f з

1 1. 7.

3 ф 1 2-.о

At.2

-Zu -2 igC

-AC, er/

Составитель

Техред Т.Фанта

Редактор В. Зивтынь

Корректор H. Куска

Заказ 4513/5

Тираж 743

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4