Полициклические ароматические углеводороды - проведение контроля окружающей среды

ПАУ составляют лишь небольшую часть органического вещества, но определяющую трансформирующую активность среды. Количественное определение полициклической ароматики, и особенно в объектах фонового мониторинга, представляет собой сложную задачу. В отличие от многих других загрязняющих веществ, ПАУ в ходе аналитического определения могут претерпевать определенные изменения. Наибольшее количество и

качественное разнообразие ПАУ наблюдается в тех продуктах, органическое вещество которых подвергалось воздействию повышенных температур.

Способы подготовки проб почвы к анализу и техника самого эксперимента должны исключать все виды температурного или какого-либо другого жесткого воздействия. Это особенно важно в случае фоновых концентраций, поскольку жесткие температурные методы обработки биологических объектов могут поставить под сомнение первичность извлеченных из пробы углеводородов. Поэтому не рекомендуется извлекать ПАУ высокотемпературной экстракцией, например, в аппарате Сокслета, поскольку при такой экстракции возможно не только новообразование ПАУ, но и образование смолистоасфальтовых компонентов. Экстракт, как правило, темнеет и дальнейшая работа с ним требует проведения тщательного химического хроматографического разделения, которому обязательно должна предшествовать трудоемкая процедура отделения и отмывания ПАУ от асфальтенов, являющихся хорошими сорбентами определяемых углеводородов. В противном случае результаты хроматографического определения некорректны.

Экстракт получали бестемпературной экстракцией гексаном в сочетании с ультразвуковой обработкой пробы почвы. Установлены оптимальные параметры экстракции: m (почвенной навески) / V (гексана) = 3 г / 5 см3, 90 %-ный выход вещества достигается только после третьей экстракции, продолжительность УЗ-обработки – 10 минут. Полученный экстракт представляет собой многокомпонентную смесь различных ПАУ незамещенного и замещенного характера, а также часто большого количества сопутствующих соединений, которые в почвах фоновых районов по своей массе значительно преобладают над ПАУ.

Для целей выделения фракции ПАУ из экстрактов органического вещества почв, растительных материалов применяют различные виды хроматографического разделения. Главным образом – колоночную и тонкослойную хроматографии и высокоэффективную жидкостную хроматографию. Нами были проведены исследования по разделению экстрактов при помощи тонкослойной и колоночной хроматографий. Для выделения ПАУ из гексанового экстракта выполнено разделение на оксиде алюминия, отделение фракции насыщенных углеводородов (УВ) и полициклических ароматических соединений (фракция F1) от полярных соединений: фталатов, терпенов, сложных эфиров карбоновых кислот, карбоновых кислот, кетонов, альдегидов, спиртов (фракция F2). Отделение аполярной фракции от полярной контролировали хромато-масс-спектрометрически. Фракцию F1 разделяли на колонке с силикагелем на фракции насыщенных УВ (F3) и полициклические ароматические соединения (F4). Фракцию F3 выделяли элюированием н-гексаном, для выделения фракции F4 элюирование продолжали бензолом. Контроль разделения фракций F3 и F4 осуществляли при помощи методов флуориметрии (значительная флуоресценция для F4 и отсутствие флуоресценции для F3) и хромато-масс-спектрометрии.

Была проведена экстракция и выделение ПАУ из горизонтов торфянисто-подзолисто-глееватой почвы, сформированной на крупнопылеватом суглинке (Максимовский стационар Института биологии Коми НЦ УрО РАН (фоновый участок). Фракцию ПАУ исследовали методом флуориметрии. Распределение ПАУ (рис. 3) по профилю торфянисто-подзолисто-глееватой почвы неравномерное. В верхних торфяных горизонтах 01 и 02 относительно высокое содержание полиароматики можно объяснить формированием ПАУ при процессах разложения органического вещества подстилки. Данная почва характеризуется застойно-промывным водным режимом с высоким увлажнением всего профиля. Образующиеся при разложении торфянистой подстилки ПАУ вымываются из органогенных горизонтов и практически равномерно накапливаются в элювиальной толще (А2g). Но в условиях затрудненного стока и высокой плотности элювиальной толщи в профиле торфяно-подзолисто-глееватой почвы наблюдается область повышенного содержания ПАУ в горизонте А2Вg, далее идет резкое уменьшение количества ПАУ до горизонта Сg. Такие особенности распределения ПАУ по профилю объясняются слабой дифференциацией валового и гранулометрического составов торфянисто-подзолисто-глееватой почвы по сравнению с автоморфной подзолистой почвой.

Определение полиароматических углеводородов в объектах окружающей среды методами жидкостной и тонкослойной хроматографии [21]

Было определено содержание полиароматических углеводородов (ПАУ), в частности, бенз(а)пирена в снежном покрове. Пробоподготовку осуществляли экстракцией диэтиловым эфиром. Качественный анализ осуществляли методом тонкослойной хроматографии. Пробы наносили на пластину Silufol UV-254 и осуществляли хроматографический анализ в двух системах: система 1 - раствор кофеина в хлороформе; система 2 - смесь циклогексана и н-гексана. Использование системы 1 позволило снизить нижний предел обнаружения.

Количественный анализ осуществляли методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ). Исследование проводили на хроматографе «Цвет-500» с пламенно-ионизационным детектором. В качестве сорбента использовали силиконовый каучук SE-54 с нанесенной на него неподвижной фазой OV-101. Анализ проводили в режиме программирования температуры от 200 до 310 С со скоростью 4 С /мин. В качестве газа-носителя использовали азот. Метод позволил определить ПАУ на уровне ПДК.

Определение полициклических углеводородов в сланцевой смоле [22]

Сланцевые смолы имеют весьма сложный состав, который слабо изучен. Они содержат множество полициклических ароматических углеводородов (полиаренов), суммарно - до 10%. Известно, что некоторые полиарены являются сильнейшими канцерогенами. Однако содержание индивидуальных полиаренов в производстве или при использовании смол практически не контролируется, так как обычные методики анализа смол включают трудоемкое многоступенчатое отделение неуглеводородных компонентов.

В более простых объектах полиарены определяют, получая квазилинейчатые спектры низкотемпературной люминесценции (НЛ) и измеряя интенсивность соответствующих квазилиний, однако применимость этого метода к смолам проблематична. Так как стандартные образцы смол с известным содержанием полиаренов не выпускаются, то для проверки точности предлагаемых методик сопоставляют результаты анализа одних и тех же проб, полученные разными способами в разных лабораториях. В данном случае исследования проводили параллельно в лаборатории скрининга канцерогенов ОНЦ АМН (Москва) и в Омском госуниверситете без обмена данными до окончания работы. Одновременно разрабатывались два варианта люминесцентно-спектрального метода, отличающиеся способом возбуждения НЛ пробы и принципом отбора аналитических линий в спектрах испускания.

 Скачать реферат