part1 (1116451), страница 8
Текст из файла (страница 8)
В настоящее время хроматомасс-спектрометрия является практически единственным приемлемымметодомдляопределениявобъектахокружающейсредыэтихчрезвычайно токсичных веществ.Сильное загрязнение поверхностных вод, попадание опасныхсоединений в подземные источники и водопроводную воду заставилоэкологов ужесточить контроль качества питьевой воды. Хромато-массспектрометрия – один из главных методов анализа воды, позволяющийидентифицировать большинство загрязнителей и определить их на уровнеПДК и ниже. На рис.13 показан один из примеров разделения сложнойсмеси веществ методом ГХ-МС, разделенные вещества и соответстуюшиеим пики на хроматограмме показаны в табл.10.
При контроле качества54воды наиболее важно определять ЛОС, диоксины, ПАУ, фенолы,пестициды. При определении ПАУ надежность их идентификации спомощью ГХ-МС не менее 80-95%, а чувствительность рутинных анализовсоставляет 0,1 мкг/л. При определении фенолов ГХ-МС их предварительноэкстрагируют жидкостной или твердофазной экстракцией и затемпереводят в ацетаты. Предел обнаружения фенолов и хлорфеноловсоставляет 5-20 нг/л. ГХ-МС относится к немногим методам, с помощьюкоторыхможновсложнойсмесиорганическихзагрязненийидентифицировать металлорганические соединения (на фоне других ЛОС).Рис. 13.
Хроматограмма по полному ионному току смесиполициклических ароматических углеводородов, полихлорированныхбифенилов, полинитроуглеводородов и хлорированных инсектицидов,экстрагированных из водыОпределяют металлоорганические соединения олова, свинца, ртути идругих тяжелых металлов. Обычно эти соединения переводят в летучиепроизводные и обнаруживают ГХ-МС с высокой чувствительностью.55Таблица 10. Перечень летучих соединений на хроматограмме, показаннойна рис.13№ пика123456789101112131415161718192021222324Соединение1,4-Дихлорбензол1,3-ДихлорбензолГексахлорэтанНитробензолИзофоронНафталинГексахлорбутадиенНе идентифицированХлорнафтиленАценафтиленАценафтенАценафтилен-d102-Хлорбифенил2,6-Динитротолуол2,4-Динитротолуолα-НСНГексахлорбензол2,3-ДихлорбифенилФенантренФенантрен-d10АнтраценЛиндан2,4,5-ТрихлорбифенилГептахлор№ пика2526272829303132333435363738394041424344454647Соединение2,2’,4,4’-ТетрахлорбифенилНе идентифицированНе идентифицирован2,2’,3’,4,6-ПентахлорбифенилФлуорантенЭндосульфан/хлорданЕndrin ketonНе идентифицирован2,2’,4,4’,5,6’-ГексахлорбифенилДиэлдрин4,4’-ДДД4,4’-ДДТХризенБензо[a]антрацен2,2’,3,3’,4,4’,6-Гептахлорбифенил2,2’,3,3’,4,5,6,6’-ОктахлорбифенилБензо[b]флурантенБензо[k]флурантенЭндрин альдегидНе идентифицированБензо[a]пиренДибензо[a,k]антраценИнден[123-cd]пиренНапример, Сн для триметилпропилсвинца и диэтилдипропилсвинцасоставляет 0,05 и 0,8 нг/л (sr 0,018-0,032), предел обнаруженияртутьорганических соединений в биологических пробах составляет 0,2–1,4нг/г.
Единственной альтернативой в данном случае является ГХ сспецифическим атомно-эмиссионным детектором.Хромато-масс-спектрометрияотноситсякнаиболеемощнымметодам анализа почв. Круг определяемых соединений и подходы канализу аналогичны методикам, используемым в анализе вод.563. Высокоэффективная жидкостная хроматографияЖидкостная хроматография (ЖХ) - метод разделения и анализасложных смесей веществ, в котором подвижной фазой является жидкость.Подвижная фаза в жидкостной хроматографии выполняет двоякуюфункцию: 1) обеспечивает перенос десорбированных молекул по колонке(подобно подвижной фазе в газовой хроматографии); 2) регулируетконстанты равновесия, а, следовательно, и удерживание в результатевзаимодействия с неподвижной фазой (сорбируясь на поверхности) и смолекулами разделяемых веществ.
В ЖХ природа подвижной фазы имеетсущественно большее значение. В результате комбинации ограниченногочисла сорбентов и неограниченного числа, различных по составу,подвижныхфаз возможнорешениечрезвычайнобольшогочиславстречающихся на практике задач. Метод ЖХ применим для разделениязначительно более широкого круга веществ, чем газовая хроматография,поскольку большая часть веществ не обладает летучестью, а многиевещества неустойчивы при высоких температурах. В ЖХ разделениеобычно происходит при комнатной температуре.ЖХ подразделяется на варианты в соответствии с характеромосновных проявляющихся межмолекулярных взаимодействий:– в ситовой хроматографии разделение компонентов осуществляетсяза счет разницы в растворимости молекул при их прохождении(фильтрации) через слой сорбента;–вадсорбционнойхроматографии–засчетразницывадсорбируемости молекул, проходящих через слой частиц сорбента,покрытыхнеподвижнойфазойввидетонкогослояилиповерхностнопривитых радикальных групп;– в ионообменной и ионной хроматографии – за счет разницы вспособности к обмену ионами с ионообменниками;57Для анализа объектов окружающей среды наиболее широкоиспользуют ВЭЖХ в адсорбционном и ионообменном вариантах.3.1.
Молекулярная адсорбционная хроматографияВ зависимости от природы подвижной (ПФ) и неподвижной (НФ)фазы различают нормально-фазовую (НФХ) и обращенно-фазовую (ОФХ)хроматографию. В нормально-фазовой ВЭЖХ НФ – полярная (чаще всегосиликагель), а ПФ – неполярная (гексан, либо смеси гексана с болееполярными органическими растворителями – хлороформом, спиртами ит.д.). Удерживание веществ растет с увеличением их полярности.Разделения компонентов достигают, меняя элюрующую силу подвижнойфазы, которая зависит от энергии взаимодействия компонентов ПФ споверхностью НФ.
В нормально-фазовой хроматографии элюирующаяспособность ПФ увеличивается с ростом ее полярности.Вобращенно-фазовойхроматографиинеподвижнаяфаза–неполярная (гидрофобные силикагели с привитыми группами С8, С18);ПФ – полярная (смеси воды и полярных растворителей: ацетонитрила,метанола, тетрагидрофурана и др.). Удерживание веществ растет сувеличениемихгидрофобности(неполярности).Наименьшейэлюирующей способностью обладает вода, а для повышения элюирующейспособности в ПФ вводят ацетонитрил, метанол и другие растворители.Чембольшесодержаниеорганическогорастворителя,темвышеэлюирующая способность подвижной фазы.Подвижная фаза, прежде всего, должна растворять разделяемыекомпоненты. Основными характеристиками подвижных фаз являются ееэлюирующая способность и селективность.
Элюирующая способностьподвижной фазы – это ее способность вступать в межмолекулярныевзаимодействия с разделяемыми соединениями и группами на поверхности58сорбента. Эти взаимодействия способствуют десорбции разделяемыхсоединений, более быстрому перемещению хроматографических зон.Многократное увеличение гибкости метода ВЭЖХ достигается за счетприменения в качестве подвижных фаз смесей растворителей.
Принципсоставления таких смесей прост. Необходимо взять два индивидуальныхрастворителя,одинизкоторыхимеетзаведомоэлюирующую силу, а другой – заведомонедостаточнуюизбыточную, варьируясоотношение растворителей, можно получить нужную элюирующуюспособность. Под этим обычно имеют в виду, что на данном сорбентеданный сорбат будет иметь приемлемое значение фактора удерживания.Помимо элюирующей способности подвижная фаза должна обладатьселективностью по отношению к компонентам разделяемой смеси.Селективностьподвижныхфазспецифическимвзаимодействиямсвязанассихсорбатами,способностьюопределяемымикихструктурными признаками.
Благодаря разному характеру взаимодействийзначение элюирующей способности по отношению к сорбатам различногостроения будет отличаться, что и позволит их разделить. Селективность,как и элюирующая способность, определяется в первую очередь природойболее сильного компонента смеси.Элюотропные ряды являются простейшей формой оценки силыиндивидуальных растворителей. Они дают количественную оценкуадсорбционной способности растворителей в тех или иных вариантаххроматографического разделения.
Элюотропный ряд – это переченьрастворителей расположенных в порядке возрастания элюирующейспособности,котораяможетбытьохарактеризованаразличнымипараметрами. В качестве таких параметров используют:–параметрадсорбционнойсилырастворителяε0,которыйпредставляет собой относительную энергию взаимодействия молекулподвижной фазы с поверхностью адсорбента;59– параметр Р’ (параметр Снайдера), который рассчитывают каксумму логарифмов коэффициентов распределения стандартных веществ(этанола, диоксана и нитрометана) между паровой фазой и испытуемымрастворителем;–параметрS,которыйотражаетчувствительностьвеличинудерживания к изменению состава подвижной фазы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
