Способ количественного определения фосфорорганических пестицидов

1 А) союз сонктскихсоцидли, ичныйРЕСПуЛ 61/00; С 01 И 33/18 цФ А ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТКРЬП СудДРСЯЕ 1.1.ОДЕЛАМ ИЗО(7 1) Научно-исследовательскийинститут химии при Горьковскомордена Трудового Красного Знаменигосударственном университетеим.Н.И.Лобачевского(56) Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах, внешней среде.-И,:Колос, МСХ СССР, 1977, с, 113Авторское свидетельство СССРпо заявке й 3375155/28-13,кл. А 01 К 61/00, 1981.(54) (57) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГООПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРОРГАНИЧЕС 1 ЯХ Г 1 ЕСТИЦИДОВ, предусматриваюндй помещение в раствор с анализируемои пробоив качестве тест-объектов дафний(ОарЬпа пикапа), учет продолжительностиоих вызывания при температуре 34-36 Си последующее определение количествапестицида по калибровочному графику,о т л и ч а ю щ и й с я тем,. что,с целью снижения пределов обнаруженияпестицидов и обеспечения определенияих малых количеств в таких сложныханалитических пробах, как корм ипочва, пестицид предварительноизвлекают из пробы экстракцией, азатем проводят полное удаление экстрагента из пробы испарением, при этомиспарение осуществляют в два этапа,на первом иэ которых испарение экстрагента ведут в потоке воздуха, в Яконце этого этапа добавляют 1-1,5 млприродной чистой воды для улавливания пестицида, а дальнейшее испарениепроводят на водяной бане при температуре 54-56 С в течение 25-30 мин.оИзобретение относится к областиохраны окружающей среды, а именчок аналитической химии и может бытьиспользовано в санитарно-химическомконтроле за содержанием в воде, почве, кормах Фосфорорганических гестицидов, таких как дихлорофос и бутифос.4Известен способ количественногоопределения фосфорорганического пестицида - дихлорофоса в воде путемэкстракции его из воды хлористымметиленом, отгонки растворителя ипоследующего спектрофотометрированияпродукта конденсации резорцина с15дихлорацетальдегидом, выделившимсяв результате щелочного гидролиза и.Но известный способ не обладаетвысокой чувствительностью, так как .никний предел обнаружения потенциаласоставляет у него 0,06 мг/л, а полнота выделения равна 80-37.,Наиболее близким к заявленномупо технической сущности и достигаемому эффекту является способ количественного определения фосфорорганических пестицидов, предполагающийпомещение в раствор с анализируемойпробой в качестве тест-объектовдафний (РарЬпда шарипа) и учет продол- ЗОжительности их выживания при темпера.отуре 34-36 С с последующим определением количества пестицида по калибровочному графикуИзвестный способ основан на непосредственном биотестнровании пестицида (дифлорофоса) в воде и егоприменение невозможно при определениипестицидов в таких сложных аналитических объектах, как почва или кожа. 40Кроме того, известный способ не позволяет значительно снизить пределобнаружения пестицида.Цель изобретения заключается вснижении пределов обнаружения пестицидов и в обеспечении определения ихмалых количеств в сложных аналитических пробах таких, как корм и почва,Для достижения этой цели. пестицидпредварительно извлекают из пробы 50экстракцией, после чего проводятполное удаление экстрагента из пробыиспарением, при этом испарение .осуществляют в два этапа, на первом изкоторых испарение ведут в потоке 55воздуха, в конце добавляют 1-1,5 млприродной чистой воды для улавливания пестицида. Дальнейшее испарение проводят на водяной бане при температуре 54-56 С в течение 25-30 мин,Предлагаемый способ определения фосфорорганических пестицццов (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 экстр- агентом 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 Фосфор- органических соединений. В связи с невозможностью проведения биотестирования в среде органического раство. рителя и использования стандартного приема отгонки растворителя из-эа 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 в дальнейшем испарение ведут на водяной бане при температуре 54-56 С в течение 20 о30 мин. В ходе испарения добавляют еще 0,5-1 мл воды с таким расчетом, чтобы дно стакана, из которого ведут испарение, всегда было покрыто водой.Вследствие опасности потерь низких концентраций: пестицидов при выдерживании анализируемых проб на водяной бане при температуре 54- 56 С более 30 мин не следует добавьлять воды более указанного объема, Повышение же температуры сверх 54- 56 С приводит к потере пестицидов изоанализируемых проб, а снижениео температуры относительно 5456 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 достаточендля полного удаления остатков экстрагента из анализируемой пробы, в товремя как выдерживание на банеменее 25 мнн не обеспечивает удаленнследов экстрагента, токсичногодля биотестон и искажает результатыопределения или делает невозможнымпроведение анализа, Увеличение времени испарения более ЗО мин не является целесообразным, так как увеличивается опасность потерь или разло"ження пестицида.После удаления экстрагента осуществляют количественное определениепестицидов с помощью биологическихиндикаторов (ОарЬпха ваала), Дляэтой цели в стаканы с пробами добавляют О мл природной воды, ке содержащей токсических веществ, кудапомещают 10 экземпляров дафний ввозрасте не более суток, при этомподдеркинают постоянную температуру34-36 С и фиксируют время 1007иммобилизации (потери поступательного движения) дафний.Содержание ФОП находят по предварительно построенному калибровочномуграфику: Йд времени 1 ООХ-ной иммобилизации - Йд концентрации пестицида. Данные для его построенияполучают в условиях, аналогичныхопределению пестицидов н исследуемыхобразцах воды, Для получения калибровочного граФика в пробу чистойприродной воды добавляют стандартныерастворы Фосфороргакическнх пестицидон в интервале концентраций5 фО -1 -10 мг/л для дихлорофоса,-3Фбутифоса - 50 мг/л, наибольшаяпродолжительность выполнения анализанизких концентраций дихлорофоса -3,5 ч, бутифоса - ,5 ч,П р и м е р 1. Пробу природнойводы объемом 0,5 л, содержащую неизвестное количество дихлорофоса подкисляют 1 И раствором соляной кислоты дорН 4,5. Затем растворяют 150 г химически чистого хлористого натрия, приливают25 мл хлороформа и экстрагируютв течение 10 мин, Экстракт Фильтруютчерез бумажный фильтр, Экстракциюпонторяют 20 мл хлороформа в течение5 мин, Объединенный экстракт сушатбезводным сульфатом натрия и вновьфильтруют. Осушитель промывают хлоро Формом (Эх 5 мл). Экстракт переводятв стакан на 50 мл и испаряют растворитель н потоке воздуха в вытяжномя шкафу. В конце испарения последних5 капель хлороформа добавляют 1,5 млчистой природной воды для улавливания пестицида и дальнейшее испарение растворителя проводят на водя 1 Оной бане при температуре 55 С втечение 30 мин. После удалениятоксичного растворителя из анализируемой пробы воды в стакан добавляют10 мл природной воды, не содержащейтоксичных примесей и вводят 10 дафкий15н возрасте до суток, после чеготермостатируют пробу при 35 С иФиксируют время 1 ООХ-ной иммобилизации дафний.Количественное содержание дихлоро 20 Фоса в воде определяют по калибровочному графику, Для его получения кпробе чистой природной воды добавляютстандартные растворы дихлорофоса винтервале концентрации от 510до1.10 г мг/л.Исходные растворы 1000 мг/л и100 мг/л готовят в этилвом спирте(хранят в течение недели при темпераотуре +5 С). Дальнейшее разведение30 выполняют в дистиллированной воде,а в работе используют свеженриготонленные растворы. Проводят зкстракцию,как описано вьще, для пробы воды снеизвестным содержанием дихлорофоса.По полученным данным строя калибровочный график,На Фиг, 1 изображен калибровочныйграфик зависимости логарифма времени1007-ной иммобилизации от логарифма40 концентрации дихлорофоса.Найденная концентрация дихлорофо 110 мг/л, продолжительностьанализа 1,5 ч, минимальная определяемая концентрация дихлсрофоса -45 5 10мг/л.В табл. 1 и в последующих таблицахприведены результаты, доказывающие,правильность способа определения фосФорорганических пестицидов. С этой50 целью в модельные образцы, напримервов Руоды, почвы, кормов вводят известныеконцентрации определяемого вещества.После проведения всех необходимыхопераций, описываемых в данном спо 55 собе, по калибровочному графикунаходят эти концентрации. В графетаблиц "найдено" приведены средниерезультаты определения концентрацийФппгхо ЗО фосфорорганических пестицидов изшести параллельных опытов ( И = 6),Приводятся также границы доверительного интервала (йМ), где Б - относительное стандартное отклонение от 5среднего результата, а 1 - коэффициент, который находят по таблиценормированных отклонений распределения Стьюдента при заданной доверительной вероятности й = 0,95,свидетельствующей о том, что с вероятностью 95% результат определениябудет находится в доверительноминтервале,П р и м е р 2. Как в примере 1, 15но в качестве анализируемого пестицида используют бутифосДля построения калибровочногографика в пробу чистой природнойводы добавляют стандартные растворы Ибутифоса в интервале концентраций от5 1 О мг/л до 1 10 - мг/л.На фиг. 2 изображен калибровочныйграфик зависимости логарифма времени100%-ной иммобилизации дафний отлогарифма концентраций бутифоса.В табл. 2 представлены некоторыерезультаты количественного определения бутифоса предложенным способом.Продолжительность определенйя, самой низкой концентрации бутифосав воде 7,5 ч, нижний предел обнаруже.ния бутифоса 510 мг/л.П р и м е р 3. Ь образец почвымассой 1 г, содержащей неизвестноеколичество дихлорофоса, добавляютхлороформ в количестве 20 мл, Зкстракцию пестицида из образца почвыпроводят дважды, вначале 10 млэкстрагента, затем еще 10 мл в тече Оние 10 и 10 мин, Экстракты фильтруютчерез бумажный Фильтр и объединяют.Объединенный экстракт переводят встакан на 50 мл и испаряют хлороформв потоке воздуха в вытяжном шкафу. 45В коМце испарения последних капельхлороформа в пробу добавляют 1,5 млчистой природной воды для предотвращения потерь пестицида и дальнейшееиспарение растворителя проводят на 0водяной бане при температуре 55 Св течение 30 мин. После полного удаления токсичного для дафний растворителя из анализируемой пробы проводятбиотестирование пестицида. Для этого 55в стакан добавляют 1 О мл природнойводы, не содержащей токсичных примесей, и вводят 1 О дафний в возрасте до суток, Пробы термостатируют прио35 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 ф 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; 1 я времени 100%-ной иммобилизаций дафний - 1 я концентрации пестицида (см,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, К - доверительная вероятность. В графе "найдено" приведены средние результаты определения концентраций пестицида из.б параллельных опытов границы доверительного интервала.П р и м е р 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/г.П р и м е р 5. Количественное определение дихлорофоса к комбикорме. Для анализа берут пробу комби.Таблица 1Некоторые результаты количественного определениядихлорофоса в воде ( ь = б, в = 0,95) Введено дихлорофоса, мг/л Найдено дихлорофоса, мг/л Погрешность, Х 5,0 10+ О, 1110 1 10 5104 110 5 10 1 10 1,2 10 + 0,28 10510 10" + О 17 г 10 23,0 3,4 1,2010 + 0,1210 1,0 5,20 10 + 0,47 10 8,8 1,20 10 + 0,09510 7,9 Таблица 2 Введено бутифоса,мг/л Найдено бутифоса,мг/л Погрешность, 7. 5 10 5,210 1 0,9101,3 1 О ф 0,141010 + 0,5,1017,3 110 10,7 5 10 1 10 9.8 1,0 10 + 0,09 10 9 0 1 П 1корма массой 1 г, В состав комбикормавходят до 10-12 сложных органическихи минеральных компонентов. К анализируемому образцу добавляют 20 млхлороформа и проводят зкстракциоиноеизвлечение дихлорофоса из комбикорма,полностью удаляя затем экстрагентиз анализируемой пробы, как описанов примере 1,Количественное содержание дихлорофоса в комбикорме находят по калибровочному графику (фиг. 3), Диапазонопределяемых содержаний ДДВФ. 10,075 мкг/г комбикорма, погрешностьопределения 3-18 Х. . 15Описанный способ характеризуетсявысокой чувствительностью по сравнению с прототипом, так как одновременно с экстракционным извлечением пестицида происходит концентрирование его 20из больших обьемов (масс) в меньшие.Изменяя начальный обьем (массу)пробы в сторону увеличения, можноснизить 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 ф 10мг/л до 3 ч), .обнаруживают дихлорофос в воде при концентрации его 2,5.10мг/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 мешаяцего влияния на определение пестицида, что возможно при использовании известного способа.(0,9 + С,012)10 (4,9 ф 0,14) -101,3 3,0 Погрешность, Х Найдено, мкг/г почвы Введено бутифоса,мкг/г почвы 20,4 +0,2 20 1,0 9,50,08 1 О 0,8 4 ю 9 4 0108 5,0 1,1+ 0,04 1,0 3,6 5;10 110 5 10 1 10 510 Таблица 3Некоторые результаты количественного определения ДДВФв почве с помощью дафний как аналитических индикаторов( п = 6, м = 0,95) Таблица 4Некоторые результаты количественного определениябутифоса в почве с помощью дафний как аналитическихиндикаторовКорре ктор Заказ 451 аж 7 Подпис но ВНИИПИ Государст по делам изобр13035, Москва, Ж/5 ущская наб ПП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная илиал Составительвтынь Техред Т.Фант енного комитета СССРтений и открытий