Полихлорированные бифенилы (ПХБ) – высокотоксичные стойкие органические загрязнители окружающей среды. Использование этих соединений в качестве диэлектриков в конденсаторах и охладителях в теплообменных системах - заметное технологические достижение промышленной химии середины ХХ века.
Жидкости на основе ПХБ не горючи, устойчивы к действию сильных электролитов, не проводят электрический ток, но, при этом, отлично проводят тепло.
Под разными торговыми наименованиями составы, содержащие ПХБ, в СССР производились до 1995 г. Высокая токсичность этих составов подтверждалась многочисленными научными исследованиями с использованием экспериментальных животных. В настоящее время ПХБ не производят, но повсеместно активно следят за динамикой содержаний этих устойчивых к внешним воздействиям экотоксикантам в различных объектах окружающей среды в рамках государственных программ экологического мониторинга.
В соответствии со Стокгольмской Конвенцией, которая была подписана в 2001 г., каждая из стран-участниц обязуется уничтожить или и обезвредить весь объем ПХБ, попавший в природную среду на ее территории в результате индустриального загрязнения, в срок, датируемый 2028 г. Учитывая крайне низкие темпы биодеградации этих соединений, подтверждаемые ежегодными лабораторными исследованиями, задача трудновыполнима. Более того, в ходе одного из начальных этапов преобразования ПХБ в субаэральных условиях, образуются еще более токсичные соединения - диоксины. В целом токсический эффект ПХБ и диоксинов схож: высокие концентрации вызывают кожные поражения, систематическое воздействие низких концентраций - повреждение внутренних органов; достоверно продемонстрированы мутагенные и канцерогенные свойства этих соединений. В целом история ПХБ наглядно отражает оборотную сторону стремительных темпов научно-технологического прогресса.
Так или иначе, все, что связано с полихлорированными бифенилами (ПХБ) и полихлорированными терфенилами (ПХТ), в настоящий момент времени имеет отношение только к экологической химии и мониторингу окружающей среды. Аналитические методы исследования ПХБ и ПХТ сложны и высокотехнологичны. Они предполагают использование метода газовой хроматомасс-спектрометрии, сложную схему пробоподготовки. Расчеты концентраций компонентов основываются на методологии внутреннего стандарта. Суррогаты-имитаторы, в том числе изотопно-меченные, вносятся в исследуемый объект до начала многоступенчатой пробоподготовки. Высокая сложность технологии проведения анализа ПХБ и ПХТ определяет высочайший уровень требования к техническому оснащению лаборатории и профессиональному уровню исполнителей работ.
Лабораторный анализ на содержание ПХБ и ПХТ в почве и донных отложениях
Имеющаяся в области аккредитации лаборатории методика позволяет проводить определение концентрации семи ПХБ (аналитов) в пробе:
- трихлорбифенил (ПХБ 28)
- тетрахлорбифенил (ПХБ 52)
- пентахлорбифенилы (ПХБ 101 и ПХБ 118)
- гексахлорбифенилы (ПХБ 138 и ПХБ 153)
- гептахлорбифенил (ПХБ 180).
Данные показатели представляют основные группы полихлорбифенилов, присутствующих в используемых смесях ПХБ.
Данная методика также предназначена для определения суммарного содержания ПХТ в исследуемой пробе. При измерении содержания ПХТ в почве/ донных отложениях определяют концентрацию отдельных групп ПХТ с различным количеством атомов хлора. Для градуировки используют промышленные смеси ПХТ «Аroclor 5442» и «Агос1ог 5460».
Основными группами «Агос1ог 5442» являются три-, тетра-, пентахлортерфенилы, а основными группами «Агос1ог 5460» гекса-, гепта-, окта-, нонахлортерфенилы.
Приборы для анализа ПХБ и ПХТ в почве и донных отложениях
Для проведения измерения содержания ПХБ и ПХТ нашей лабораторией используется газовый хроматограф "Agilent 6890" с масс-спектрометром "Agilent: 5973" в качестве детектора и компьютерной системой обработки данных. В хроматографе установлена капиллярная колонка НР-5MS длиной 30 метров, с внутренним диаметром 0.25 мм и толщиной фазы 0.25 мкм. Лаборатория располагает всем необходимым оборудованием для проведения пробоподготовки.
Градуировка
Градуировки прибора на ПХБ и ПХТ проводят раздельно. Создаются два приборных метода с определенными хроматографическими и масс-спектральными параметрами:
- для анализа ПХБ с помощью пяти растворов смеси стандартов семи ПХБ, с различной концентрацией. В качестве внутренних стандартов используется добавка ПХБ 29 и ПХБ 112;
- для анализа ПХТ проводится с помощью пяти растворов промышленных смесей «Агос1ог 5442» и «Агосloг 5460» с различной концентрацией. В качестве внутреннего стандарта используется изотопно-меченый ПХБ 209, а как внутреннего стандарта выхода ПХБ 207.
Экстракция
Перед проведением экстракции в навеску пробы добавляют внутренние стандарты ПХБ 29, ПХБ 112 и изотопно-меченный ПХБ 209.
Экстракцию проводят трижды смесью гексана с ацетоном в ультразвуковой ванне, объединяя экстракты. Полученный экстракт упаривают и чистят.
Для первой очистки используется определенное количество обработанного серной кислотой силикагеля, который засыпается в него на 4 часа, затем его чистят на многослойной колонке, заполненной различными сорбентами на основе силикагеля и осушителем. Если необходимо, проводят очистку экстракта от элементной серы и очистку оксидом алюминия, после чего экстракт упаривают. В конечный объем добавляют раствор стандарта выхода ПХБ 207 и анализируют на приборе.
Анализ экстракта
Анализ для определения ПХБ и ПХТ в донных отложениях/ почве как и при градуировке проводят раздельно, каждый по своим приборным методам.
По методу для ПХБ на масс-спектрометре устанавливается режим записи данных для выбранных ионов и регистрируются масс-хроматограммы.
При анализе на содержание в пробе ПХТ исследуют не отдельные соединения, как для ПХБ, а устанавливают режим записи масс-хроматограмм выбранных ионов для групп изомеров, которые содержат определенное количество атомов хлора в своем составе.
Идентификация ПХБ
Аналит считается идентифицированным, если его время выхода на хроматограмме совпадает с временем выхода, полученным при градуировке, и если отношение площадей хроматографических пиков выбранных ионов аналита не отличается от теоретического.
Идентификация ПХТ
Аналиты считаются распознанными, когда время удерживания аналитов находится внутри соответствующего «окна» выхода, и если отношение сумм площадей хроматографических пиков выбранных ионов группы аналитов не отличается от теоретического.
Для идентификации ПХТ сравнивают время выхода групп изомеров, полученных при измерении, со временем выхода при градуировке и отношением площадей на масс-хроматограммах для определенных ионов.
Расчет количества ПХБ и ПХТ
Для ПХБ количество внутренних стандартов и самих аналитов определяют по ранее построенной градуировке. В отношении ПХТ производят аналогичные действия, но в отличие от ПХБ, делается расчет не для каждого соединения, а для каждой группы изомеров с одинаковым количеством атомов хлора. Затем рассчитывается суммарное содержание ПХТ.
Наша лаборатория аккредитована на:
- лабораторные исследования (анализы) ПХБ в донных отложениях, почве, воде, морской фауне
- лабораторные исследования (анализы) ПХТ в донных отложениях, почве, воде
