ЖУРНАЛ АНАЛИТИЧЕСКОМ ХИМИИ, 2007, том 62, № 9, с. 960-964
^=ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 613.281:639.2]:553.89
ОДНОВРЕМЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫХ БИФЕНИЛОВ И ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИЦИДОВ В РЫБЕ И РЫБНОЙ ПРОДУКЦИИ МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
© 2007 г. Е. Н. Баркатина, И. А. Застенская, О. В. Шуляковская, |А. Л. Перцовский
Н. В. Буневич, Т. А. Федорова
ГУ "Республиканский научно-практический центр гигиены" Министерства здравоохранения Республики Беларусь 220012 Беларусь, Минск, ул. Академическая, 8 Поступила в редакцию 10.02.2006 г., после доработки 01.11.2006 г.
Разработана методика одновременного определения полихлорированных бифенилов и хлороргани-ческих пестицидов в рыбе и рыбной продукции методом газожидкостной хроматографии с детектором по захвату электронов на капиллярной колонке ДВ-1701 (30 м х 0.25 мм х 0.25 мкм) в режиме программирования температуры. Нижняя граница определяемых содержаний 0.06 мкг/кг анализируемой пробы. Полихлорированные бифенилы и хлорорганические пестициды извлекали из образцов смесью (1:1) гексана с ацетоном. Липиды удаляли обработкой конц. Н^04. Проанализировано 18 образцов; содержание загрязнителей ниже нормативных требований.
Полихлорированные бифенилы (ПХБ) и хлор-органические пестициды (ХОП) входят в число стойких органических загрязнителей окружающей среды (СОЗ). В 2001 г в Стокгольме принята конвенция, которую подписала в числе других государств и Беларусь. В соответствии с положениями конвенции необходимо контролировать содержание СОЗ в воде, почве, воздухе и пищевых продуктах. СОЗ обладают химической устойчивостью, токсичностью, липофильностью и способностью к биоаккумуляции в жировых тканях человека и животных.
Теоретически возможно существование 209 ПХБ. Однако в окружающей среде в основном присутствуют 7 соединений, называемых доминирующими [1]. Это ПХБ-28 (2,4,4'-трихлорбифенил), ПХБ-52 (2,2',5,5'-тетрахлорбифенил), ПХБ-101 (2,2',4,5,5'-пентахлорбифенил), ПХБ-118 (2,3',4,4',5-пентахлорбифенил), ПХБ-138 (2,2',3,4,4',5'-гекса-хлорбифенил), ПХБ-153 (2,2',4,4',5,5'-гексахлорби-фенил), ПХБ-180 (2,2',3,4,4',5,5'-гептахлорбифе-нил).
В природных объектах ПХБ всегда сопутствуют ХОП; физико-химические свойства их во многом идентичны. Из пищевых продуктов наиболее загрязнены СОЗ рыба и рыбная продукция. В Беларуси в рыбе и рыбной продукции нормируются остаточные количества ПХБ и следующих ХОП: сумма а-, в-, у-изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦГ), гептахлор, альдрин, сумма 1,1,1-трихлор-2,2-бис(п-хлорфенил) этана (ДДТ) и его метаболитов 1,1-дихлор-2,2-бис(п-хлорфенил) этана (ДДД)
и 1,1-дихлор-2,2-бис(п-хлорфенил) этена (ДДЕ) [2]. Однако контроль остаточных количеств ПХБ в рыбе и рыбной продукции не осуществляется.
Целью данного исследования является разработка методики одновременного определения остаточных количеств доминирующих ПХБ и ХОП в рыбе и рыбной продукции с помощью газожидкостной хроматографии.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Реагенты. В работе использовали стандартные образцы сравнения доминирующих ПХБ фирмы Restek Corporation и образцы ХОП фирмы J.T. Baker, гексан фирмы Aldrich; ацетон, Na2SO4, NaHCO3, H2SO4 х.ч.
Стандартные растворы смеси ПХБ (0.4 мкг/мл) и смеси ХОП (1 мкг/мл), а также рабочие растворы смеси ПХБ и ХОП готовили в гексане.
Аппаратура. Использовали газовый хроматограф "Perkin Elmer-8700", оснащенный детектором по захвату электронов и капиллярной кварцевой колонкой ДВ-1701 длиной 30 м, внутренним диаметром 0.25 мм (толщина пленки неподвижной фазы 0.25 мкм).
Методика. ПХБ и ХОП из пробы рыбы и рыбопродуктов экстрагировали смесью гексан -ацетон. Пробы очищали конц. H2SO4, промывали водой, осушали Na2SO4, отгоняли растворитель на роторном испарителе, а затем в токе воздуха,
сухой остаток растворяли в 1 мл гексана и хрома-тографировали.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Извлечение остатков ПХБ и ХОП из рыбы и рыбных продуктов. Начальная стадия - взятие навески из тщательно измельченной и перемешанной пробы рыбы или рыбопродуктов. Для этого удаляли чешую и внутренние органы рыбы, отбрасывали голову, кости и плавники. Рыбопродукты брали для анализа вместе с присутствующими добавками: соусом, заливками, маслом, специями и т.д. Пробу массой 250-300 г пропускали через мясорубку, тщательно перемешивали.
Из литературы известны способы извлечения остаточных количеств ПХБ и ХОП различными растворителями: гексаном [3], смесью гексан -ацетон [4.5], смесью н-пентана и дихлорметана [3], ацетонитрилом [6] и другими. Используют также метод твердофазной экстракции [7] или сверхкритической жидкой экстракции с помощью СО2 [8]. Способы экстракции ПХБ и ХОП из пищевых продуктов основываются на допущении, что липофильные соединения, какими и являются ПХБ и ХОП, находятся в жировой фракции пищевой матрицы.
Изучена эффективность выделения жировой фракции из проб рыбы и рыбопродуктов различными растворителями. Объектами исследования были свежемороженая рыба скумбрия и шпроты, растворители для извлечения жировой фракции -гексан, смесь гексана с ацетоном, дихлорметан, ацетонитрил. При экстракции гексаном, смесями гексан-ацетон и дихлорметаном массовая доля жира в скумбрии свежемороженой и шпротах равна 9-11% и 16.4-22.3% соответственно. Массовая доля жира в образцах свежемороженой скумбрии и шпротов при использовании ацетонитрила равна 2.6 и 4.5% соответственно. В связи с низкой степенью извлечения использование ацетонитрила для экстракции липидной фракции нецелесообразно. Таким образом, для выделения жировой фракции рыбы и рыбопродуктов предпочтительнее использовать смеси гексана с ацетоном или дихлорметан. Результаты наших исследований согласуются с работой [9].
Методика экстракции. Навеску 5 г измельченного фарша тщательно растирают в фарфоровой ступке с 15-20 г количественно переносят
в коническую колбу вместимостью 250 мл, смывая 50 мл смеси (1:1) гексана с ацетоном. Устанавливают колбу на перемешивающее устройство для экстракции. Продолжительность экстракции 90 мин. Извлечение проводят дважды с тем же количеством растворителей. Экстракты объединяют и отгоняют растворитель на роторном испарителе до объема 0.5 мл3. Затем к остатку добавля-
ют 30 мл гексана, переносят в делительную воронку вместимостью 100 мл.
Очистка экстракта. Очистка экстрактов необходима для удаления липидов, соэкстрагирующих-ся веществ и других нежелательных примесей.
Для удаления жиров обрабатывают экстракт конц. Н^04, очищают на адсорбентах (флоризи-ле, силикагеле и др). [3, 10, 11]. Известна только адсорбционная очистка проб после экстракции, для этого используют сочетание нескольких адсорбентов, например, флоризила и силикагеля [12, 13], флоризила и смеси цеолита и активированной кремниевой кислоты [14]. Для очистки проб рекомендуют также распределение экстракта между двумя несмешивающимися жидкостями с последующей адсорбционной очисткой на фло-ризиле [15].
Предполагалось осуществить двухстадийную очистку проб после экстракции остаточных количеств ПХБ и ХОП сначала конц. Н^04, а затем флоризилом. Показано, что для очистки экстрактов проб достаточно только обработки экстрактов конц. Н^04.
Методика очистки экстракта концентрированной серной кислотой. К гексановому экстракту, помещенному в делительную воронку вместимостью 100 мл, добавляют 5-10 мл конц. Н^04 и встряхивают 2-3 мин. После отстаивания слой кислоты отделяют от экстракта. Очистку серной кислотой проводят до тех пор, пока она не перестанет окрашиваться. Очищенный экстракт промывают сначала водой, затем 1%-ным раствором №НС03 и снова водой до рН 7. Далее очищенный экстракт осушают безводным фильтру-
ют в круглодонную колбу, отгоняют растворитель на роторном испарителе. Последние капли растворителя удаляют в токе воздуха. К остатку добавляют 1 мл гексана. Пробу 5 мкл полученного экстракта вводят в хроматограф.
Условия хроматографического определения.
Современным методом для разделения и детектирования ПХБ является газовая хроматография с детектором по захвату электронов или масс-спек-трометрическим детектором [16]. В литературных источниках для хроматографического разделения ПХБ рекомендуют использовать капиллярные колонки из кварцевого стекла длиной 30 или 60 м. Классическими неподвижными фазами являются SE-54, ДВ-5, CPSia-8 и др. Часто предлагается проводить определение ПХБ по крайней мере на двух колонках [16]. Лучшей парой является комбинация неполярной и среднеполярной неподвижных фаз, например, CPSia-54, CPSia-19 или Sia-8/HT-5 и ДВ-17 [16].
Для разделения смеси ХОП и ПХБ исследованы различные капиллярные колонки: неполярная RTX-1 длиной 60 м, малополярные ДВ-5 и ДВ-35,
5 ЖУРНАЛ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 62 < 9 2007
962
БАРКАТИНА и др.
B 2.0
1.5
1.0
0.5
0
2 4 ,
3
10
11121314 15
Ol
5
10
15
20 t, мин
Хроматограмма смеси стандартов доминирующих ПХБ и ХОП на капиллярной колонке ДВ-1701 длиной 30 м.
Пики: 1 - а-ГХЦГ, 2 - у-ГХЦГ, 3 - ПХБ 28, 4 - гепта-хлор, 5 - ПХБ 52, 6 - альдрин, 7 - р-ГХЦГ, 8 - ПХБ 101, 9 - ДДЕ, 10 - ПХБ 118, 11 - ПХБ-153, 12 - ДДД, 13 - ПХБ 138, 14 - ДДТ, 15 - ПХБ 180.
длиной 60 м, HP-50 длиной 30 м, ДВ-1701 длиной 30 и 60 м. Внутренний диаметр использованных колонок составлял 0.25 мм, кроме RTX-1 (0.32 мм); толщина пленки неподвижной фазы - 0.25 мкм. Установлено, что все компоненты разделяются на колонках RTX-1 и ДВ-1701. На колонке ДВ-1701 длиной 60 м наблюдается лучшее разделение пиков ДДД и ПХБ 138 по сравнению с колонкой длиной 30 м, однако продолжительность разделения увеличивается при этом в 1.4 раза. Оптимальной признана колонка ДВ-1701 длиной 30 м. Хроматограмма смеси стандартов доминирующих ПХБ и ХОП представлена на рисунке. Для подтверждения выявленных ПХБ и ХОП использовали неполярную колонку RTX-1.
Условия хроматографирования: объем вводимой пробы 5 мкл; давление газа-носителя водорода на входе в колонку 100 кРа. Температуру колонки повышают от 100 до 200°С со скоростью 30°С/мин, от 200 до 260°С со скоростью 3°С/мин, от 260 до 280°С со скоростью 30°С/мин. Температура испарителя 250; температура детектора 350°С.
ПХБ и ХОП идентифицировали по вре
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.