Использование хромато – масс – спектрометрии в идентификации загрязнителей природных сред

3. Использование хромато – масс – спектрометрии в идентификации загрязнителей природных сред

Возможности хромато-масс-спектрометрии по идентификации сточных вод и отходов накопителей промпредприятий были проверены на объектах г. Днепропетровска. С разной степенью вероятности в воде накопителя завода «Днепрпластмасс» идентифицировано 98 индивидуальных органических веществ, в воде накопителя ОАО «Днепрококс» – 71, в воде накопителя ОАО «Лакокрасочный завод» – 29. Перечень найденных веществ специфичен и отражает технологию производства.

Хромато-масс-спектрометрический анализ трех проб дренажных вод, отобранных в тоннеле метрополитена через 100 м, показал, что содержание органических веществ в них существенно различается. В одной пробе идентифицировано с вероятностью более 80% 30 индивидуальных веществ, в другой – одно, в третьей – три, что дало возможность говорить об отсутствии органической составляющей в дренажных водах на определенном участке метрополитена.

Определение летучих органических соединений в водных пробах выполняли методом парофазного статического анализа (headspase) на хромато-масс-спектрометре Agilent 6890/5973N GC-MS SYSTEM. 10 мл пробы помещали во флакон вместимостью 22 мл, содержащий 5 г безводного сульфата натрия, и герметично закрывали. Затем флаконы помещали в каретку парофазного пробоотборника и выполняли пробоподготовку при следующих параметрах: температура термостата пробоотборника 80 ºС, температура крана-дозатора – 90 ºС, температура интерфейса пробоотборника – газовый хроматограф – 110 ºС, время выдержки образца – 20 мин при интенсивном встряхивании, объем дозирования паровой фазы – 1 мл. Газохроматографический анализ выполняли на капиллярной колонке HP-5 в режиме программирования температуры, ввод пробы с делением потока в соотношении 1:80. Диапазон сканирования масс-спектрометрического детектора 45–270 а.е.м.

Анализ химического загрязнения окружающей среды методами хромато-масс-спектрометрии

Гузняева М.Ю., Туров Ю.П.

В последнее время органические вещества признаны определяющими весь ход гидрогеохимических процессов и техногенеза окружающей среды в целом. Основную часть общего органического загрязнения окружающей среды составляют загрязняющие вещества нефтяного происхождения – сырая нефть, разнообразные продукты ее переработки и отходы после неполного их использования. Вследствие шипрокой вариабельности состава нефтей, многочисленности источников поступления органических загрязняющих веществ в окружающую среду аналитическим методом для корректного количественного их определения в компонентах окружающей среды и установления источников загрязнения является хромато-масс-спектрометрия (ГХ-МС).

В докладе приведены результаты ГХ-МС анализов при исследовании состава и поведения органических загрязняющих веществ в компонентах окружающей среды – природных водах, донных отложениях и почвах юга Западной Сибири на территориях районов с максимальной техногенной нагрузкой. В результате проведенных работ установлено, что на территории работ основным фактором, определяющим распространение органических загрязняющих веществ, является атмосферный перенос. Показана однородность компонентного состава полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в донных осадках бассейна р. Томь, что свидетельствует о дальнем транспорте загрязняющих веществ на взвешенных частицах. Возможности ГХ-МС по определению изомерного состава ПАУ и использование для оценки химического загрязнения природной среды «бензпиренового эквивалента» (В.А. Коптюг, А.Г. Аншиц, А.Р. Суздорф и др., Химия в интересах устойчивого развития, 1997) показали сверхнормативные уровни загрязнения этими токсичными веществами водных объектов на территории Кемеровской и Томской областей.

По результатам ГХ-МС анализов сформирована региональная база данных по органическим примесям, содержащая сведения о более чем 500 химических соединений, идентифицированных методом хромато-масс-спектрометрии в природных водах, почвах, грунтах и донных отложениях.

Маковская Т.И._, Кузьменко Л.П, Баженов Б.А., Аброськина З.В._, Дьячкова С.Г.

В настоящее время для пропитки шпал и брусьев на шпалопропиточных заводах нашей страны применяют каменноугольное масло, нефтяной антисептик ЖТК, а также их смеси. При пропитке древесины и хранении готовой продукции происходит загрязнение окружающей среды токсичными и канцерогенными ароматическими углеводородами. Поэтому анализ воздуха рабочей зоны шпалопропиточных заводов (ШПЗ), несомненно, является важной производственной и экологической задачей.

На примере Тайшетского ШПЗ был впервые проведен анализ содержания токсичных и канцерогенных ароматических углеводородов (АУ) в воздухе рабочей зоны методами хромато-масс спектрометрии (ХМС) и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Концентрирование химических веществ из воздуха осуществлялось на сорбент «Силохром-120» с последующей термической десорбцией АУ или экстракцией последних диэтиловым эфиром. Методом ХМС [масс-селективный детектор Hewlett-Packard 5972A MSD, капиллярная колонка HP-5 MS (50 м)] показано наличие в воздухе бензола и его производных (толуол, изомеры ксилола и др.), нафталина, антрацена, аценафтена, дибензофурана, фенола, флуорена, хризена. Количественный анализ воздуха методом ВЭЖХ показал, что содержание АУ (антрацена, аценафтена, нафталина) в воздухе рабочей зоны превышает ПДК в два раза. Пробы воздуха отбирали на фильтры АФА-ХП-20. Анализ проводили на хроматографе «Милихром-4», фотометрическое детектирование (l 250 нм), стальная колонка 2х64 мм, сорбент Nucleosil, 100–5, C18, элюирование смесью метанола и (или) ацетонитрила с водой, скорость расхода элюента 0.07 мл/мин.

Продукты пирогинетической переработки скорлупы кедровых орехов

Колосова Н.Н., Оффан К.Б., Качин С.В., Ефремов А.А.

Все возрастающие темпы переработки кедровых орехов в Сибири требуют решения вопросов крупнотоннажной утилизации образующихся отходов с получением широкого ассортимента получаемых продуктов. В связи с этим в данной работе методом ГЖХ, ХМС и химического анализа изучен состав жидких, твердых и газообразных продуктов термического расщепления лигноуглеводного комплекса исходного сырья. Выход основных продуктов пиролиза представлен в табл.

Таблица. Выход продуктов пиролиза скорлупы кедровых орехов (% масс. от а.с.н.).

Твердый остаток пиролиза – древесный уголь, образующийся в количестве 34,6% от исходной навески при температуре 500 ^оС, имеет зольность 1,92%, истинную плотность – 1,42 г./см³, пористость – 68% и объем пор – 1,4 см³/г, что практически соответствует древесным углям, получаемым при пиролизе древесины различных пород.

Укажем также, что отстойная смола пиролиза может быть с успехом использована в качестве модификатора нефтяного битума при получении органоминеральных композиционных материалов, а газы пиролиза – как исходное сырье для синтеза углеводородов в реакциях Фишера-Тропша.

Анализ и идентификация продуктов синтетического и природного происхождения

Черняк Е.И., Морозов С.В., Вялков А.И., Зуева О.А., Коллегов В.Ф.

В настоящее время, когда на рынке появляется огромное многообразие различных промышленных и продовольственных продуктов синтетического и природного происхождения, актуальным являются анализ их состава, идентификация компонентов и выявление принадлежности анализируемого объекта к определенной группе и производителю. Изучение качественного и количественного состава различных объектов является основной частью фундаментальных и прикладных исследований в области экологии, разработки новых технологий, продуктов и материалов.

Применение современных высокоинформативных методов газовой, жидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометриии в сочетании с эффективным метрологическим и информационным обеспечением позволяет существенно повысить достоверность аналитических данных по анализу и идентификации материалов и продуктов.

На основании исследования биологически активных веществ, эфирных масел, продуктов лесохимических и нефтехимических производств, масложировой и спиртосодержащей продукции, разработаны подходы, методики и рекомендации по анализу и идентификации органических веществ, продуктов и материалов природного и синтетического происхождения, включающие

– методы пробоподготовки,

– выявление характерных признаков анализируемого объекта,

– идентификацию объекта.

Разработанные подходы использованы для установления фактов фальсификации и контрафакции продуктов и материалов.

Влияние влажности на детектирование ароматических углеводородов и других классов веществ в воздухе с помощью масс-спектрометрии с химической ионизацией при атмосферном давлении.

А.С. Кудрявцев, А.Л. Макась, М.Л. Трошков

Масс-спектрометрия с химической ионизацией при атмосферном давлении (МС ХИАД) является одним из перспективных методов детектирования веществ в газовой фазе. В ходе ион-молекулярных реакций образуются ион-реактанты, которые участвуют в реакциях образования ионов анализируемых веществ. Использование различных ион-реактантов позволяет изменять селективноность детектирования одних классов веществ, по отношению к другим.

В работе были исследованы процессы ионообразования аминов, фосфонатов и ароматических углеводородов в осушенном воздухе (относительная влажность менее 0.05%) с помощью МС ХИАД с коронным разрядом. Показано, что кроме протонированных кластеров воды (H₂O)_nH⁺, которые участвуют в реакциях переноса протона на молекулы анализируемых веществ M, основными ион-реактантами являются NO⁺, которые участвуют в реакциях переноса заряда. В ходе этой реакции образуется ассоциат MNO⁺. Показано, что эта реакция является основной в процессе образования ионов ароматических углеводородов. Найдено, что с увеличением влажности газа-носителя концентрация образующегося NO⁺ уменьшается. Показано, что относительная эффективность ионизации бензола по отношению к пиридину в осушенном воздухе равна 0.11 и уменьшается при увеличении относительной влажности воздуха.

Исследование состава хинолизидиновых алкалоидов Maakia Amurensisметодом ГХ-МС

Молчанова А.И., Соколова Л.И., Горовой П.Г.

Молодые побеги Maackia amurensis являются отходами при производстве лекарственного препарата «Максар», обладающего гепатозащитным действием. Однако известно, что эта часть растения богата хинолизидиновыми алкалоидами, состав которых до настоящего времени мало изучен. Целью настоящей работы является исследование состава хинолизидиновых алкалоидов M. amurensis.

Газохроматографический-масс-спектрометрический анализ выделенных алкалоидов проводили на приборе фирмы Agilent 5973N GC/MSD (США), колонка HP-5 (30 м? 0,25 мм), при программировании температуры 150° – 270° С, со скоростью 10° /мин. Фрагментацию разделенных пиков проводили в режиме электронного удара (70 эВ). Идентификацию разделенных хроматографических пиков проводили с использованием библиотеки «NIST» и литературных данных по фрагментации отдельных алкалоидов. В коре, заболони (белой древесине) и ядровой (темной) древесине идентифицированы 7 алкалоидов, относящихся к хинолизидиновому ряду: цитизин, N-метилцитизин, N-ацетилцитизин, аммодендрин, 5,6-дегидромаакиамин, анагирин (d-термопсин), спартеин (пахикарпин).

N-ацетилцитизин обнаружен в этом растении впервые, его масс-спектр представлен на рисунке. Фрагментация соединения, которое по нашему предположению является N-ацетилцитизином, соответствует известному соединению N-формилцитизин с отличием в массе молекулярного иона на 14 углеродных единиц (–CH₂-группа).

Похожие работы

Хроматографические методы анализа и их использование в анализе объектов окружающей природной среды

Скачать

60151

0

26

... . Комбинированные методы дают дополняющую друг друга информацию, позволяющую произвести правильную идентификации веществ, которые не могут быть опознаны с помощью какого- либо одного метода.[11-12] Глава 3. Примеры применения хроматографии в анализе объектов окружающей среды   Анализ состояния водной среды с помощью метода газовой хроматографии[13-15] Метод газовой хроматографии для анализа ...

Высокоэффективная жидкостная хроматография загрязнителей атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны

Скачать

50768

2

1

... psi Обработка данных и составление отчетов с помощью ПО Galaxie TMПриложение МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. ИЗМЕРЕНИЕ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ АВЕРСЕКТИНА (СМЕСИ ИЗОМЕРОВ) В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 1. Подготовлены НИИ медицины труда РАМН (Макеева Л.Г., Муравьева Г.В.).2. Разработаны ООО НБЦ "Фармбиомед" (В.Т. Тер-Симонян, ...

Микробная утилизация полиароматических углеводородов

Скачать

92647

22

3

... исследуется лишь суммарное содержание веществ либо число компонентов, не превышающее 3-5). Данные по процессам, идущим при биодеградации и фотолизе многокомпонентных (более 10-ти веществ) смесей полиароматических углеводородов отсутствуют как в отечественной так и зарубежной литературе. Резюмируя вышеперечисленное можно сказать, что сегодня в России и развитых зарубежных странах ведутся ...

Экономические и социальные проблемы охраны окружающей среды

Скачать

35238

2

0

... до молекулярного уровня, делая реальным полностью автоматизированные , со всеобъемлющим программным обеспечением, сложные многоцелевые и в то же время компактные, полностью автономные системы слежения за качеством окружающей среды в замкнутом пространстве. Экологические принципы, лежащие в основе конструирования,изготовления и эксплуатации ЛА. Самолет, как и любая система, использующая энергию ...