автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.11, диссертация на тему:Газохроматографическое определение суммарного содержания полихлорированных бифенилов в объектах окружающей среды методом перхлорирования

На правах рукописи

ФЕШИН Денис Борисович

Газохроматографическое определение суммарного содержания полихлорированных бифенилов в объектах окружающей среды методом перхлорирования.

0511.11- Хроматография и хроматографические приборы

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

МОСКВА - 2004

Работа выполнена в Институте проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова

РАН

Научные руководители:

Кандидат химических наук ГН-А Клюев)

Кандидат химических наук Е.С.Бродский

Официальные оппоненты:

Доктор химических наук, А.К. Буряк

Кандидат химических наук, С.А. Савчук

Ведущая организация:

НПО «Тайфун», г. Обнинск Московской области

Защита состоится 29 июня 2004 года в 13 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 002.246.03 в Институте физической химии РАН по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 31, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке химической литературы ИОНХ РАН по адресу: Москва, Ленинский проспект, 31.

Автореферат разослан 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

Кандидат химических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Полихлорированные бифенилы (ПХБ) являются одним из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды и входят в число стойких органических загрязнителей (СОЗ), контроль за которыми обязателен в соответствии со Стокгольмской конвенцией, ратифицированной РФ в 2002 г. Глобальная распространенность этих веществ в окружающей среде требует их постоянного мониторинга и разработки достаточно простых методов их скринингового обнаружения.

В настоящий момент в мире официально признаны два скриниговых метода для определения ПХБ в воде и почве: иммуноферментный ЕРА № 4020 и основанный на реакции перхлорирования ЕРА №508а.

Иммуноферментный метод достаточно удобен и прост. Однако из-за влияния матрицы он часто дает завышенные результаты. Более того, использование оптических спектрофотометров в качестве анализаторов сокращает динамический диапазон определения ПХБ в анализируемом образце.

Метод перхлорирования основан на превращении ПХБ в декахлорбифенил (ДХБ) реакционной смесью SbQ5 и порошкообразного железа при 270°С. Этот метод был разработан для анализа проб воды, но оказался ненадежным, прежде всего из-за капризного поведения используемого реагента, который крайне чувствителен к алифатическим углеводородам. Его использование связано с рядом неудобств, а именно необходимо соблюдать меры взрывобезопасности как на стадии проведения реакции (термостатирование при 270°С), так и на стадии разложения реакционной смеси. Однако сам по себе метод перхлорирования имеет ряд достоинств, в частности, наличие только одного анализируемого вещества и сдвиг его пика на хроматограмме в область больших времен удерживания, чем достигается минимизация наложений.

Целью настоящей работы является изучение реакции перхлорирования (т.е. исчерпывающего хлорирования) ароматических соединений, в частности, ПХБ, полихлорированных диоксинов (ПХДД), полихлорированных дибензофуранов (ПХДФ), и создание на ее основе методики экспресс-анализа различных природных объектов на содержание ПХБ с применением доступного метода газовой хроматографии с электронозахватным детектированием (ГХ-ЭЗД). Для достижения поставленной цели было необходимо:

> Найти эффективный хлорирующий реагент, позволяющий осуществлять перхлорирование малых (вплоть до нанограммовых) количеств ПХБ, ПХДД и ПХДФ;

> Оптимизировать условия проведения реакции, изучить влияние катализаторов;

> Подобрать внутренний стандарт для обеспечения надежности проводимых измерений;

> Отработать методические аспекты пробоподготовки и ГХ-анализа объектов окружающей среды и биологических материалов;

> Изучить влияние мешающих факторов при определении ПХБ в объектах окружающей среды;

> Разработать методику суммарного определения ПХБ в воде и оценить ее метрологические характеристики.

1'ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ | БИБЛИОТЕКА I С.Птр4»г с-яА ОЭ

Научная новизна работы.

> Предложен новый хлорирующий агент, позволяющий проводить реакцию перфорирования ПХБ, ПХДД, ПХДФ и других ароматических соединений в широком диапазоне концентраций, с высоким выходом целевых соединений, за небольшое время (35 минут) в относительно мягких температурных условиях (105°С);

> Изучено поведение в условиях реакции перфорирования ряда фторированных и бромированных соединений на основе бифенила для оценки возможности их использования в качестве внутренних стандартов;

> Показана принципиальная возможность определения микроколичеств ПХБ, ПХДД, ПХДФ и методом перфорирования и ГХ-ЭЗД;

> Показана возможность определения суммарного содержания ПХБ в воде, почвах, биологических объектах методом перфорирования и ГХ-ЭЗД.

Практическая ценность работы.

> Предложен новый реагент и найдены оптимальные условия проведения реакции перфорирования ароматических соединений, включая ПХБ, ПХДД, ПХДФ, открывающий новые возможности для их анализа.

> Отработана система пробоподготовки и очистки продуктов перфорирования перед ГХ-ЭЗД анализом.

> Предложен внутренний стандарт, позволяющий контролировать все стадии проведения анализа, включая перфорирование.

> Разработана и прошла метрологическую аттестацию скрининговая методика определения ПХБ в воде методом перфорирования.

На защиту выносятся:

> Данные о поведении ПХБ, ПХДД/Ф и ряда фторированных и бромированных соединений на основе бифенила при перфорировании различными хлорирующими системами;

> Новый хлорирующий агент и оптимальные условия реакции перфорирования;

> Принципиальная возможность применения метода перфорирования для определения суммарного содержания ПХБ и других экотоксикантов в пробах поверхностных и сточных вод, почвы и биологических объектах.

> Методика суммарного определения, полихлорированных бифенилов в воде методом перфорирования и ГХ-ЭЗД.

Апробация работы. Основные материалы диссертации представлены на международных конференциях: DIOXIN'97 (Индианаполис, США, 1997), «Конференция по новым технологиям и применениям современных физико-химических методов в исследованиях окружающей среды» (Ростов-на-Дону, 2001), DIOXIN'2002 (Барселона, Испания, 2002), "Диоксины и родственные соединения: экологические проблемы, методы контроля" (Уфа, 2000), Экоаналитика-2002 (Краснодар, 2002), "100 years of Chromatography" (Москва, 2003), «Аналитика и аналитики» (Воронеж, 2003), World ECOFORUM (Санкт-Петербург, 2003), Экоаналитика-2003 (Санкт-Петербург, 2003), «Хроматография и хроматографические приборы» (Москва, 2004); на международных семинарах Second International Workshop on PCBs (Brno, Czech Republic, 2002), INCA Green Chemistry International Workshop (Venice, Italy, 2002); в летней школе по зеленой химии (Венеция, Италия, 2002); материал диссертации докладывался на московском семинаре по анализу объектов окружающей среды 15 января 2004 года.

Основное содержание диссертации изложено в 7 научных статьях (6 в российских журналах, 1 в международном), 12 тезисах докладов на научных конференциях. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованных литературных источников и приложения. Первая глава посвящена обзору литературы, касающейся полихлорированных бифенилов, их физико-химических и токсических свойств, существующих методов их анализа в объектах окружающей среды.

Вторая глава содержит описание использованных реагентов, оборудования и методики эксперимента.

Третья глава посвящена экспериментам по изучению реакции перхлорирования дибензо-л-диоксина, дибензофурана, их гетероароматических аналогов, полихлорированных бифенилов; поиску новых реагентов и оптимизации условий реакции перхлорирования; изучению поведения ряда бром- и фторзамещенных соединений на основе бифенила в условиях реакции перхлорирования и выбору внутреннего стандарта для проведения анализа; описанию процедуры подготовки проб для проведения анализа различных природных объектов на суммарное содержание ПХБ; изучению возможности проведения количественного анализа суммарного содержания ПХБ в природных объектах; анализу и оценке факторов, влияющих на точность получаемых результатов; определению содержания ПХБ в реальных объектах: воде, почвах и курином мясе.

Диссертация изложена на страницах машинописного текста, содержит таблиц и рисунков. Библиография включает в себя аименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Изучение реакции перхлорирования дибензо-л-диоксина, дибензофурана, дибензо-л-дитиана, дибензотиофена и феназина

Для перхлорирования ароматических углеводородов известен реагент ВМС, который представляет собой раствор А1С13 и S2C12 в хлористом сульфуриле. Он позволяет получать перхлорированные производные алкилзамещенных бензолов, бифенилов, фенантрена, антрацена и др. с выходами от 60 до 90%.

Мы применили этот реагент для перхлорирования дибензо-л-диоксина, дибензофурана, дибензо-л-дитиана, дибензотиофена и феназина (табл. 1).

Для дибензо-л-диоксина процесс протекает с большими выходами при температуре кипения хлористого сульфурила (68-70°С) и при соотношениях AlClj и S2C12 1:1. Проведенный в этих условиях эксперимент (A1C1,/S2C12 1:1, 68-70°С, 4 часа) привел к получению ОХДД, выход и чистота которого составили 93 и 99,6% соответственно. Взаимодействие дибензофурана с реагентом ВМС в тех же условиях приводит к образованию октахлордибензофурана (ОХДФ), который был выделен с выходом 94% и чистотой 99,9%.

Хлорирование днбензотиофена реагентом ВМС приводит к образованию октахлордибензотиофена с 93 % выходом. Среди продуктов хлорирования, согласно данным ХМС-анализа, присутствует полный набор от моно- до гептахлорированных производных, но основным продуктом является октахлордибензотиофен.

Хлорирование дибензо-л-дитиана реагентом ВМС при 70°С не приводит к получению октахлорпроизводных с количественным выходом. Взаимодействие, согласно данным ХМС-анализа, приводит к образованию смеси различных

полихлорированных изомеров от моно- до октахлорзамещенных, в которой также присутствует и исходный субстрат. Преобладающих продуктов нет.

Феназин в аналогичных условиях реагирует количественно, однако реакция, в отличие от реакции с дибензо-л-диоксином, протекает с образованием смеси всех промежуточных хлорпроизводных, продуктов перхлорирования не обнаружено.

Таким образом, разработанный метод перхлорирования дибензо-л-диоксина, дибензофурана и дибензотиофена на основе реакции с реагентом ВМС в оптимальных условиях ^Ю^^ 1:1, 68-70°С, 3,5-4 часа) может служить препаративным методом получения соответствующих перхлорзамещенных соединений, например, для приготовления стандартных образцов.

Необходимость обнаружения ультраследовых количеств (от десятков нанограмм и ниже) ПХДД/Ф требовала проведения специального исследования этой реакции на ультраследовом уровне. Была проведена серия опытов с малыми количествами дибензо-л-диоксина (в реакцию вводили 50 нг вещества).

Проведение хлорирования при 60-70°С показало, что реакция с малыми количествами протекает с пониженным выходом - не более 11%. Варьирование температуры (от 60° до 150°С) и продолжительности реакции (от 2 до 24 часов) также не привело к увеличению выхода ОХДД (табл. 2).

Таблица 1

Результаты препаративного перхлорирования ароматических соединений

реагентом ВМС (состав, условия).

Объект Время реакции Выход продукта

ООО а ибе н эо-п-Л но к с и м 4ч 93%

дибензофуран 3,5 ч 94%

ОдО дибенютиофем 3,5 ч 93%

да л н бе м эо-п* л ити а к 3,5 ч 5,2%

ООО фенягнн 3,5 ч 0%

Таблица 2.

Выходы ОХДД при перфорировании 50 нг дибензо-л-диоксина реагентом ВМС

ГС Время, ч. Выход, %.

70 2 0

70 4 0

60 20 11

110 22 4

150 24 8

Это обстоятельство делает ВМС непригодным для использования в качестве перфорирующего агента для разработки скрининговой методики определения ПХДД и ПХДФ в природных матрицах.

В этой связи нами было предложено проводить реакцию с образованием реагента ВМС in situ в процессе самой реакции. С этой целью в реакционную смесь, содержащую ПХДЦ или ПХДФ, вводили алюминиевый порошок. Предполагалось, что при нагревании с SO2CI2 на поверхности порошка образуется А1С1з и сера (или хлорид серы). При температуре 70°С, 4 часа выходы ОХДД составляли 40±5%.

Лучшие результаты по перхлорированию дибензо-л-диоксина были получены при замене чистого алюминия на дюралюминий марки Д18 (вероятнее всего из-за меньшей коррозийной стойкости и больших скоростей реакции). Этот алюминиевый сплав содержит Си 3.8-4.9%, Mg 1.2-1.8%, Мп 0.4-0.8%, Fe <0.5%, Si <0.5%.

Эксперименты по перхлорированию дибензо-и-диоксина с указанной выше смесью, [SO2C12 + A1 (Si, Си, Mn, Fe) + S] проводили при температуре ~ 70°С. Наибольший выход продуктов перфорирования наблюдался при проведении реакции в течение 4 часов и составлял 70%.

В этих же условиях ([SO2C12 + Al (Si, Си, Mn, Fe) + S], 70°C, 4 часа) подвергались перхлорированию дибензофуран и 1,2,3,4-тетрахлордибензо-л-диоксин. Выход продуктов перхлорирования также достигал 70%.

Таким образом, нами предложен новый хлорирующий агент [SO2C12 + Al (Si, Cu. Mn, Fe) + S] и найдены условия (70°С, 4 часа) позволяющие проводить перфорирование микроколичеств ПХДЦ и ПХДФ с получением перхлорпроизводных с выходом 70%.

Этот реагент получил название «модифицированный реагент ВМС».

2. Подбор реагентов и условий проведения реакции перхлорирования ПХБ

Подбор условий реакции осуществлялся на российской технической смеси ПХБ «Совол». При оптимизации условий реакции варьировали температуру, время реакции, различные каталитические добавки.

Результаты изучения взаимодействия ПХБ с модифицированным реагентом ВМС при различных температурах приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Зависимость выхода декахлорбифенила (ДХБ) от времени реакции и от температуры при перхлорировании модифицированным реагентом ВМС.

I Время реакции, ч Температура, °С

70' 90 105

6 70% 73% 92%

5 0 75% -

2 0 0 95%

Полученные данные показывают, что повышение температуры от 70°С до 105°С значительно сокращает время реакции полного превращения ПХБ в ДХБ: с 6 часов до 2-х часов.

Изучение эффективности перхлорирования разных количеств «Совола» (от 0,016 до 164 мкг) показало, что выход ДХБ фактически не зависит от количества исходного субстрата и составляет в среднем 95±5%.

При перфорировании незамещенного бифенила также происходит его полное превращение в ДХБ, выход которого составил 90%.

Для изучения возможности предотвращения потерь «Совола» и внутренних стандартов в процессе проведения анализа мы провели ряд экспериментов по перхлорированию ПХБ в присутствии высококипящих растворителей разной природы: тридекана, диметилсульфоксида. диметилформамида. а также катализатора межфазного переноса АИдиа1-336 (рис. 1).

Применение АИдиа1-336 оказалось наиболее эффективным и позволило не только применять это соединение в качестве так называемого кипера (высококипящего растворителя,

предотвращающего потери

анализируемых веществ), но и в качестве катализатора реакции перхлорирования.

Реакция перхлорирования в присутствии 5 мг АИдиа1-336 проходит за 35 минут, выход ДХБ составлял 95%.

При уменьшении количества этого соединения до 0,5 мг время реакции увеличивается до 50 минут.

Таким образом, найден новый реагент для проведения реакции перхлорирования ПХБ в количествах от 16 нг до 164 мкг: 30-40 мг дюралюминиевых опилок, 8-9 мг порошкообразной серы, 5 мг АЦдиа1-336, 300 мкл хлористого сульфурила - и найдены оптимальные условия проведения реакции - 105°С, 35 минут.

3. Выбор внутреннего стандарта для проведения анализа

Современные требования к аналитическим методикам предусматривают обязательный контроль качества измерений. Одним из основных приемов этого контроля является использование внутренних стандартов-имитаторов, которые

должны вводиться в образец перед началом процедуры экстракции и вступать в реакцию перфорирования наряду с ПХБ.

В качестве потенциальных внутренних стандартов-имитаторов для перфорирования мы изучили следующие соединения: 4,4'-дибромбифенил, 4,4'-дифторбифенил, 4-фторбифенил.

Оказалось, что в условиях реакции перхлорирования модифицированным реагентом ВМС молекулы соединений на основе бифенила теряют атомы фтора и брома. При этом образуется ДХБ с выходами от 1-15% для фторсодержащих и до 50 % для бромсодержащих соединений.

Очевидно, что применение этих соединений в качестве внутренних стандартов невозможно, поскольку происходит их превращение в определяемое вещество - ДХБ.

В качестве внутреннего стандарта-имитатора мы также испытали 4-фтордифениловый эфир. Это вещество не идентично по структуре ПХБ. Однако, его перхлорпроизводное - 4-фторнонахлордифениловый эфир - при ГХ-ЭЗД-анализе элюируется довольно близко от ДХБ (рис. 2). При перхлорировании 4-фтордифенилового эфира помимо продукта перхлорирования наблюдается образование еще одного соединения, идентифицированного по библиотеке спектров NIST как октахлор-ди-циоо-пентадиен.

Как видно из рис. 2, образующиеся при перхлорировании 4-фтордифенилового эфира продукты элюируются, не накладываясь на пики как определяемого ДХБ, так и 2-фтор-3-бром-6,7,8,9-тетрахлордибензо-л-диоксина, использованного в качестве дополнительного хроматографического стандарта.

Таким образом, 4-дифтордифениловый эфир был выбран в качестве внутреннего стандарта-имитатора для определения суммарного количества ПХБ в различных пробах методом перхлорирования.

4. Пробоподготовка при анализе реальных проб методом перхлорирования и ГХ-ЭЗД

Анализ проб воды, почвы и других объектов на суммарное содержание ПХБ методом перхлорирования и ГХ-ЭЗД состоит из следующих стадий:

• Внесение в пробу внутреннего стандарта-имитатора;

• экстракция ПХБ из матрицы;

• предварительная очистка экстракта;

• проведение реакции перхлорирования;

• выделение и очистка продуктов реакции;

• ГХ-ЭЗД анализ.

Для уменьшения сорбции анализируемых веществ на поверхности посуды мы применили простой и доступный метод силанизирования для модификации поверхности. стекла лабораторной посуды. Это позволяет добиться значительного снижения потерь определяемых компонентов, увеличения их степени извлечения, а также облегчает процедуру подготовки стеклянной посуды к вторичному использованию.

Почвы экстрагировали с использованием жидкостного проточного экстрактора. Высокая эффективность экстракции достигается путем пропускания чистого горячего растворителя через образец. Экстракцию проводили гексаном при температуре 65°С. Использование ацетона в качестве экстрагента или в качестве одного из компонентов смесей растворителей, используемых при проточной экстракции, хотя и позволяет избегать процедуры сушки образца (если не требуется знать его точный вес), но приводит к извлечению из матрицы большого количества полярных веществ, которые могут трудно удаляться при последующей очистке на многослойной колонке и, после перхлорирования, значительно усложнять вид хроматограммы. Кроме того, для предотвращения попадания ацетона на многослойную колонку, необходимо при упаривании дополнительно использовать высококипящие растворители, например, изо-октан.

Для экстракции ПХБ из образцов куриного мяса применялась методика высаливания сульфатом аммония.

Для очистки пробы от мешающих компонентов применялась очистка на многослойной колонке. Многослойная колонка состоит из слоев силиката калия и силикагеля, импрегнированного серной кислотой, разделенных безводным сульфатом магния. В качестве элюирующего растворителя использовали смесь гексан/метиленхлорид (3:1) или гексан. В процессе работы предпочтение было отдано гексану, потому что он позволяет избирательно элюировать с многослойной колонки малополярные ПХБ и фактически не элюирует полярные вещества (например, хлорированные фенолы) и продукты окисления различных ненасыщенных соединений.

Для очистки экстрактов куриного мяса от жира нами была применена колонка с крупнодисперсным носителем - порокварцем (размер частиц 300-500 мкм), ипрегнированным серной кислотой. Это позволило значительно сократить время обработки и повысить эффективность удаления жировой части экстракта.

Очищенный экстракт пробы упаривали до 1-1,5 мл, переносили в реакционный флакон с завинчивающейся тефлонированной крышкой, содержащий 5 мг ЛИдш1;-336, удаляли остатки растворителя в токе воздуха при температуре 45°С. Затем в

реакционный флакон вносили 30-40 мг дюралюминиевых опилок, 8-9 мг порошкообразной серы, 300 мкл хлористого сульфурила, тщательно завинчивали крышку. Флакон помещали в разогретую до 105°С масляную баню. Через 35 минут реакционный флакон охлаждали, открывали и упаривали хлористый сульфурил в токе воздуха.

Продукты перхлорирования извлекали экстракцией гексаном на ультразвуковой бане или путем разложения сухого остатка реакционной смеси концентрированной соляной кислотой с последующей экстракцией гексаном.

Для снижения общей интенсивности сигнала ЭЗД, создаваемого различными низкомолекулярными хлорсодержащими компонентами реакционной смеси, желательна дальнейшая очистка продуктов реакционной смеси. Ддя этого мы применяли очистку на окиси алюминия с элюированием гексаном. Это позволило значительно снизить общий уровень сигнала ЭЗД (рис. 3).

5. Количественный анализ

Градуировка проводилась путем перхлорирования различных количеств «Совола» и регистрации сигналов ДХБ и внутреннего стандарта. Регистрировали соотношение площадей пиков ДХБ S1 и перфорированного производного внутреннего стандарта-имитатора 4-фторнонахлордифенилового эфира S2 (НХФДФЭ). В реакцию вводились разные количества «Совола» С (от 16 нг до 164 мкг) и постоянное количество 4-фторбифенилового эфира (5 мкг). Результаты представлены на рисунке 4.

Как видно из рис. 4, наблюдается хорошая корреляция между соотношением площадей пиков ДХБ/НХФДФЭ и количеством вводимого в реакцию «Совола». Линейность наблюдается в диапазоне концентраций, равном пяти порядкам.

При количестве введенного в реакцию «Совола» 16,4 нг соотношение площади хроматографического пика ДХБ к площади минимально интегрируемого пика фонового сигнала составляет 10/1. Эту величину можно считать пределом определения.

6. Факторы, влияющие на точность получаемых результатов, при количественном анализе ПХБ методом перхлорирования и ГХ-ЭЗД

Возможными источниками систематической погрешности могут быть след>ющие причины:

1. разложение ДХБ;

2. наличие бифенила (например, из нефтепродуктов);

3. несоответствие состава анализируемой смеси ПХБ составу градуировочной смеси;

4. разложение внутреннего стандарта.

Анализ экспериментальных данных дает нам основание утверждать, что первая причина не влияет на возникновение систематической погрешности, поскольку, как нами показано, образующийся ДХБ стабилен в условиях реакции лерхлорирования

Расчеты показывают, что при нахождении в воде нефтепродуктов (дизельное топливо) на уровне ПДК для различных вод возможны следующие ложные значения содержания ПХБ при пересчете получаемого результата на «Совол» (табл. 4).

Таблица 4,

Оценка влияния бифенила (БФ), содержащегося в нефтепродуктах (НП), при проведении анализа воды методом перфорирования и ГХ-ЭЗД.

пдк для НП, мг/л Приблизительное содержание БФ в воде при ПДК, нг/л Количество ДХБ, образующегося при перфорировании, нг Количество «Совола» по градуировке, нг

Вода культурно бытового назначения 0,3 300 972 639

Вода для водохозяйственных целей и рыбоводства 0,05 50 162 106,5

Коррекцию погрешности, возникающей вследствие возможного наличия нефтепродуктов в анализируемой пробе, можно осуществлять по наблюдаемому на хроматограммах пику, соответствующему нонахлорметилбифенилу, образующемуся из метилбифенила. который всегда сопутствует бифенилу в нефтепродуктах (рис. 5)

Значения погрешностей, возможных при анализе различных смесей ПХБ, чей состав не соответствует градуировочной смеси ПХБ («Совол», аналог Арохлора 1254), представлен в таблице 5.

Время, мин.

Рисунок 5. Хроматограмма продуктов перфорирования 10 мкл дизельного

топлива.

1 - перфорированный метилбифенил; 2 - ДХБ.

Таблица 5.

Значения погрешностей, возникающих при анализе различных смесей ПХБ методом перхлорирования, при использовании градуировки по смеси ПХБ «Совол» (аналог Арохл opa 1254).

АРОХЛОР

1221 1232 1242 1248 1254 1260

~ Mw 200,2 232,2 266,5 299,5 328,4 375,7

% Mw относительно Арохлора 1254 60% 70,7% 81,1% 91,2% 100% 114,3%

Погрешность при анализе перхлорировнием +40% +29,3% +18,9% +8,8% 0% -14,3%

Из таблицы видно, что погрешность при анализе для наиболее близких к «Соволу» и наиболее часто применявшихся смесей ПХБ (выделено серым цветом) к 1254 Лрохлорам ие превышает 15%. Для смесей ПХБ с меньшим содержанием .хлора ошибка может достигать 40%. В этих случаях для градуировки следует применять более легкую, чем «Совол», смесь ПХБ (например, «трихлордифенил»).

Разложение внутреннего стандарта также может вносить существенную погрешность в результат анализа. Так, при работе с реальными образцами оказатось, что 4-фтордифениловый эфир, будучи выделенным из какой-либо матрицы, при перхлорировании образует в основном октахлор-ди-цикло-пентадиен, а не 4-фторнонахлордифениловый эфир как при перхлорировании модельных растворов. То есть присутствие компонентов матрицы меняет направление реакции (рис. 6).

Тем не менее, погрешность, вызванную разложением используемого стандарта, можно учесть, если при построении градуировочного графика производить расчеты по сумме пиков продуктов перфорирования внутреннего стандарта.

В реакцию вводились экстракты разных количеств «Совола» и постоянное количество 4-фторбифенилового эфира (5 мкг), выделенных из матриц (вода, почва). Регистрируемый параметр - отношение площадей площади пика ДХБ SI к сумме площадей пиков октахлор-ди-цикло-пентадиена (ОХДЦП) и 4-фторнонахлордифенилового эфира S2. Полученная градуировочная зависимость представлена на рис. 7.

Полученная зависимость, как и предыдущая, линейна в области пяти порядков концентраций. Определение количества «Совола» в анализируемых пробах воды или почв проводили по этой зависимости.

2

1.5 -

1 -

0,5 -

ся

09 0 -

ер -0,5 -

-1 -

-1,5

-2 -

; ; I ' ; ' Ч !

■ I ' I ! ; . . ' I

• ! : I ' ! ; ' 1 1 ! ( 1у4----Я2 = 0,99^9 ! ! 1

!>;!,']. ' 1 ' ! ' | ' 1 \ ' : ! : \ ' ' ! ■

-2

-1

>8 С

Рисунок 7. Градуировка с учетом всех пиков внутреннего стандарта.

7. Определение суммарного количества ПХБ в объектах окружающей среды методом перхлорирования и ГХ-ЭЗД

Для оценки применимости разрабатываемой методики для анализа ПХБ в различных объектах окружающей среды мы провели анализ образцов воды и почв.

В 1 литр водопроводной воды вносили раствор «Совола» в ацетоне, перемешивали, вносили внутренний стандарт-имитатор 4-фтордифениловый эфир, после чего экстрагировали хлористым метиленом. В 20 г почвы, не содержащей ПХБ, вносили раствор «Совола», 4-фтордифениловый эфир и экстрагировали на проточном экстракторе гексаном при температуре 65°С.

Полученные экстракты проходили все стадии пробоподготовки и вводились в реакцию перхлорирования. Результаты этих экспериментов представлены в таблице 6.

Таблица 6

Результаты экспериментов по перфорированию экстрактов водопроводной воды и почв, проведенных по методу введено/найдено.

Внесено № опыта Найдено «Совола» по % от введенного количества «Совола»

«Совола», Мкг градуировочной зависимости, мкг

1 1,46 89

я 1,64 2 1,83 111

« о 3 1,55 95

03 0,164 4 0,189 115

5 0,14 85

я 1,64 6 1,7 104

о 9 О 7 2,1 128

С 0,164 8 0,197 120

Из таблицы видно, что при перфорировании экстрактов воды отклонения найденных количеств ПХБ не превышает 15% от введенных количеств.

При перхлорировании экстрактов почв отклонения найденных количеств ПХБ не превышает 30% от введенных количеств.

Дальнейшие эксперименты по перхлорированию экстрактов почв мы проводили на образцах, содержавших различные количества ПХБ. Эти почвы были любезно предоставлены лабораторией "Тайфун" (г. Обнинск Московской области) вместе с данными о суммарном содержании в них орто-незамещенных и моно-орто-замещенных конгенеров ПХБ, полученных методом ХМС.

Результаты, получаемые по методу перфорирования, сравнивались с данными анализов, проведенных по стандартным методикам: конгенер-специфичный анализ орто-незамещенных и моно-орто-замещенных конгенеров ПХБ методом ХМС («Тайфун», г. Обнинск), суммарное определение всех ПХБ методом ХМС, проведенное в нашей лаборатории. Данные проведенных анализов приведены в таблице 7.

Из таблицы видно, что значения содержания ПХБ, полученных методом перхлорирования, отличаются от данных, полученных методом ХМС. Содержание нефтепродуктов в проанализированных пробах по данным ХМС-анализа не превышало 20 нг/г.

Различия результатов, полученных разными методами, могут быть обусловлены следующими причинами:

- лабораторией «Тайфун» определялась только часть конгенеров ПХБ, присутствующих в пробе, а именно орто-незачещенные и мопо-орто-замещенные конгенеры. Между тем известно, что количество этих конгенеров в промышленных смесях ПХБ обычно составляет несколько процентов.

- при определении ПХБ методом ХМС конгенеры, содержание которых ниже предела обнаружения, не определяются. В то же время они входят в общую сумму ПХБ, определяемую методом перхлорирования.

Таблица 7.

Результаты анализа проб почв полученных методом перхлорирования и методами ХМС

Шифр пробы Найдено, нг/г

перхлорирование ХМС «Тайфун» (ХМС)

В118-2 100 - 4

ВЯЭ-З 44 - 0,46

ВЛ8-4 40 - 2,33

ВИ8-5 55 21,7 0,74

ВЛв-б 21 11,4 7,87

В118-7 36 12,8 4,12

8. Определение суммарного количества ПХБ в биологических объектах методом

перхлорирования и ГХ-ЭЗД

В качестве объекта исследования были выбраны пробы мяса цыплят, которые в течение 45 дней получали корм, содержавший «Совол» (20 мг «Совола» на килограмм корма) (Институт ветеринарии г. Покров, Владимирская область).

Для анализа были отобраны:

> Куриные окорочка (так называемое красное мясо);

> Куриные грудки (так называемое белое мясо);

> Печень.

Экстракт после пробоподготовки разделяли на две части. Первая часть подвергалась перфорированию, вторая анализировалась методом ХМС Данные проведенных анализов приведены в таблице 8.

Таблица 8,

Результаты анализа биологических проб полученных методом перхлорирования __и методом ХМС

\ Содержание ПХБ, нг/г

Объект Метод Метод ХМС

анализа \ перхлорирования

Красное мясо 607 302

Белое мясо 412 210

Печень 569 850

Таким образом, метод перфорирования позволяет оценить суммарное содержание ПХБ в биологических объектах и может быть использован для целей скрининга.

9. Одновременное обнаружение ПХДД/ПХДФ и ПХБ при перхлорированин экстрактов объектов окружающей среды

Использование реакции перхлорирования в анализе объектов окружающей среды дает возможность превращать ксенобиотики ряда ПХБ и ПХДД/Ф в хорошо детектируемые производные - ДХБ, ОХДД и ОХДФ. Мы показали выше, что такая процедура позволяет осуществлять определение ПХБ в воде, почвах и биоте. Возникает вопрос: а можно ли одновременно обнаружить присутствие ПХДД/Ф? На рис. 8 представлен фрагмент хроматограммы продуктов реакции перхлорирования 5 мкг 4-фтордифенилового эфира, 1 мкг диоксина и 1 мкг дибензофурана.

Как видно из рисунка, ОХДД и ОХДФ образуют не полностью разделенные пики со временем удерживания около 29 минут. На рисунке 9 представлен фрагмент хроматограммы продуктов перхлорирования экстракта почвы ВИЗ-б. На рисунке видно, что помимо пиков внутреннего стандарта и ДХБ четко фиксируется группа пиков со временем удерживания 29 минут, соответствующая ОХДД и ОХДФ.

Таким образом, показана принципиальная возможность проведения одновременного перхлорирования и обнаружения ПХБ, ПХДД и ПХДФ в виде ДХБ, ОХДД и ОХДФ в объектах окружающей среды.

ВЫВОДЫ

1. Изучена реакция перфорирования ПХДД, ПХДФ, полихлорированных бифенилов и других полициклических ароматических соединений с различными хлорирующими агентами и показана возможность аналитического применения этой реакции.

2. Предложен новый реагент и найдены оптимальные условия перхлорирования полихлорированных бифенилов, обеспечивающие перхлорирование даже нанограммовых количеств ПХБ, с выходом декахлорбифенила 90-97%.

3. Изучено поведение ряда фтор- и бромзамещенных бифенилов (4,4'-дибромбифенил, 4,4'-дифторбифенил, 4-фторбифенил) в условиях реакции перхлорирования. Показано, что молекулы соединений на основе бифенила хлорируются с потерей атомов фтора и брома с образованием ДХБ с выходами 115% для фторсодержащих и до 50 % для бромсодержащих соединений.

4. Изучены и оценены факторы, влияющие на точность получаемых результатов, при количественном определении ПХБ в природных объектах методом перхлорирования и газо-жидкостной хроматографии с электронозахватным детектированием.

5. Разработана и аттестована методика определения суммарного содержания ПХБ в воде путем перхлорирования с последующим анализом методом газо-жидкостной хроматографии с электронозахватным детектированием в интервале концентраций от 10 до 200.000 нг/л с использованием в качестве внутреннего стандарта 4-фтордифенилового эфира.

6. Показана возможность применения метода перхлорирования с ГХ-ЭЗД в качестве скринингового для определения суммарного содержания ПХБ в пробах почв и биологических объектов, а также обнаружения ПХДД и ПХДФ.

7. Разработан метод препаративного перхлорирования дибензо-л-диоксина, дибензофурана, дибензотиофена с высокими выходами (93-95%) и чистотой до 99,9%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Сойфер B.C., Фешин Д.Б. Клюев НА., Мир-Кадырова Е.Я. Оперативный контроль диоксиновых ксенобиотиков (реакция перхлорирования). // Торпцентр-98, сборник работ к 10-летию Российско-Вьетнамского тропического центра, книга 2, часть 3, стр. 290-308. Совместный Российско-Вьетнамский Тропический Научно-исследовательский и Технологический Центр, Российская Академия Наук, Министерство Науки, Технологий и Окружающей Среды СРВ, Москва-Ханой, 1997.

2. Soyfer V.S., Feshin D.B., Kl>uev N.A., Mir-Kadyrova E.Ya., Mourenets N.V. Operative control of dioxin xenobiotics (perchlorination reaction). // Organohalogen Compounds, 1997, vol. 31, p. 1-4.

3. Klyuev N.A., Feshin D.B., Soyfer V.S. In Situ Generation of chlorinating agent for perchlorination of dioxins. // CEOEC'2001. Fifth Finnish-Russian Seminar: Chemistr\ and Ecology of Organo-Element Compounds, St.-Petersburg, 23-26 April 2001. Research Report No. 83, p. 157.

4. Klyuev N.A., Feshin D.B., Soyfer V.S. In Situ Generation of chlorinating agent for perchlorination of dioxins. Operative control of dioxin xenobiotics. // Dioxins and related compounds: ecological problems, methods of control. Allrussian conference w ith international participation, Ufa, 20-24 May, 2001. p. 161.

5. Клюев НА., Фешин Д.Б., Сойфер B.C., Бродский E.C., Калинкёвич Г.А. Скрининговое обнаружение полихлорированных бифенилов методом перфорирования. // Тезисы международной конференции по новым технологиям и приложениям современных физико-химических методов, Ростов-на-Дону, 25-28 Сентября, 2001 г. стр. 85-88.

6. Клюев Н.А., Фешин Д.Б., Сойфер B.C. Перхлорирование - скрининговый метод обнаружения диоксинов и родственных соединений в окружающей среде. // Аналитика и контроль, 2001, т. 5, № 1, стр. 75-85.

7. Е.С. Бродский, Н.А. Клюев, Д.Б. Фешин, Г.А. Калинкёвич, В.Л. Русинов, Е.Н. Уломский, О.Н. Чупахин. Использование фторсодержащих соединений в качестве внутренних стандартов при определении полихлорированных бифенилов методом перхлорирования. // Аналитика и контроль, 2002, т. 6, № 5, стр. 545-549.

8. D.B. Feshin, E.S. Brodsky, G.A. Kalinkevich, N.A. Kluyev, V.S. Soyfer. Screening method of PCBs detection in environment by perchlorination reaction. // Second International Workshop on PCBs, Brno, Czech Republic, 7-11 May, 2002. p 24.

9. E.S. Brodsky, D.B. Feshin, G.A. Kalinkevich, N.A. Kluyev, V.S. Soyfer. Screening method of PCBs detection in environment by perchlorination reaction and GC-ECD analysis. // INCA. Green Chemistry Series n°6. Hazardous-Halo-aromatic pollutants: detoxification and analysis. Proceedings of the International Workshop, Venice 12-14 May 2002. P. 129-134.

10. H.A. Клюев, Д.Б. Фешин, B.C. Сойфер, Е.С. Бродский, Г.А. Калинкёвич. Скрининговое обнаружение полихлорированных бифенилов методом перхлорирования. // Лабораторный журнал, 2002, № 1, стр. 46-49.

11.Nikolay Kluyev, Denis Feshin, Efim Brodsky, Galina Kalinkevich, Vladimir Soyfer. Screening Method of PCBs Detection in Environment by Reaction with in situ Generated BMC Perchlorination Agent. // Organohalogen Compounds, 2002, v 55, p 143-146.

12. НА. Клюев, Д.Б. Фешин, B.C. Сойфер, Е.С. Бродский, Г.А. Калинкёвич. Скрининговое обнаружение полихлорированных бифенилов методом перхлорирования. // Диоксины супертоксиканты XXI века. Диоксины во Вьетнаме (методологические вопросы анализа, уровни загрязненности, распространение и детоксикация). Информационный выпуск ВИНИТИ №7 совместно с Российско-Вьетнамским тропическим центром. Москва-Ханой. 2003. стр.105-113.

13. Н.А Клюев, Д.Б. Фешин, B.C. Сойфер, Е.С. Бродский, Г.А. Калинкёвич. Суммарное определение полихлорированных бифенилов методом перхлорирования. // Тезисы международного форума «Аналитика и аналитики», Воронеж, Россия, 2-6 июня 2003 г, т.1, стр. 88.

14 N. A. Klyuev, D.B. Feshin, E.S. Brodsky, G.A. Kalinkevich, V.S. Soyfer. Screening Method of PCBs Detection in Environment by Perchlorination Reaction. // Fresenius Environmental Bulletin, 2003, vol. 12, No. 2, pp. 148-151.

15 Kl>uev N.A., Feshin D.B., E.S. Brodsky, G.A. Kalinkevich, V.S. Soyfer. Screening Method of PCBs Detection in Environment by Perchlorination Reaction. // Тезисы международного экологического форума «Окружающая среда и здоровье человека», Санкт-Петерб>рг, 29 июня - 2 июля 2003 г. стр. 607-608.

16. Клюев Н.А., Фешин Д.Б., Бродский Е.С., Калинкевич Г.А. Определение ПХБ методом перфорирования в почвах. // Тезисы V Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2003» с международным участием. Санкт-Петербург, 6-10 октября 2003 г. стр. 352.

17. E.S. Brodsky, D.B. Feshin, G.A. Kalinkevich, N. A. Klyuev, A. Makas, M. Troshkov. Rapid GC-MS analysis of PAH, PCB, PCDD/F in the environmental, technical and biologic samples. // Тезисы "100 years of Chromatography",3rd International Symposium on separations in BioSciensies SBS 2003, 13-18 May, 2003, Moscow, Russia. Abstract No. P-162, p.271.

18. Фешин Д.Б., ГКлюев НА.|, Бродский Е.С., Калинкевич Г.А. О возможности обнаружения полихлорированных диоксинов, дибензофуранов и бифенилов в объектах окружающей среды методом перфорирования и Газовой хроматографии с электронозахватным детектированием (ГХ-ЭЗД). // Тезисы Всероссийского симпозиума «Хроматография и хроматографические приборы». Москва, 15-19 марта 2004 г. стр. 39._

19. Фешин Д.Б., ГКлюев НА.|, Бродский Е.С., Калинкевич ГА. Газохроматографическое определение суммарного содержания полихлорированных бифенилов в воде методом перхлорирования. // Хроматография и сорбционные процессы, 2004, т. 4, вып. 2, стр. 199-205.

Отпечатано на ризографе в ОНТИ ГЕОХИ РАН Тираж 100 экз.

р129 8 2

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Структура и физико-химические свойства ПХБ.

Арохлор.

1.2. Источники распространения ПХБ. Санитарные нормативы. Токсические свойства ПХБ.

1.3. Определение ПХБ в различных матрицах.

1.3.1. Конгенер-специфическое определение ПХБ.

1.3.2. Скрининговые методы определения ПХБ.

1.4. Условия реакции хлорирования ароматических соединений.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Лабораторное оборудование.

2.2. Растворители, материалы и реагенты.

2.3. Подготовка лабораторной посуды.

2.4. Подготовка расходных материалов и очистка реактивов.

2.4.1. Сульфат натрия.

2.4.2. Безводный сульфат магния.

2.4.3. Активированный сшикагель.

2.4.4. Импрегнированный серной кислотой сшикагель (44%).

2.4.5. Импрегнированный серной кислотой порокварц.

2.4.6. Синтез силиката калия.

2.4.7. Хлористый сульфурил.

2.4.8. Монохлористая сера.

2.4.9. Хлорид алюминия.

2.5. Перхлорирование дибензо-я-диоксина, дибензофурана, дибензо-я-дитиана, дибензотиофена, феназина.

2.5.1. Газожидкостная хроматография с электронозахватным детектором.

2.5.2. Хромато-масс-спектометрия.

2.5.3. Приготовление рабочих растворов.

2.5.4. Определение фактора отклика для ОХДД.

2.5.5. Препаративное перхлорирование диоксинов реагентом ВМС (общая методика 1).

2.5.6. Приготовление реагента ВМС для экспериментов в ампулах.

2.5.7. Перхлорирование дибензо-п-диоксина реагентом ВМС в ампулах (общая методика 2).

2.5.8. Перхлорирование модифицированным реагентом ВМС in situ.

2.6. Перхлорирование ПХБ.

2.6.1. Газожидкостная хроматография с электронозахватным детектором.

2.6.2. Хромато-масс-спектрометрия.

2.6.3. Приготовление рабочих растворов смесей ПХБ и стандартов.

2.6.4. Определение фактора отклика для ДХБ.

2.6.5. Методики экстракции ПХБ из воды, почв, донных осадков и биологических объектов.

2.6.6. Методики пробоподготовки.

2.6.7. Методики перхлорирования.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Изучение реакции перхлорирования дибензо-/7-диоксина, дибензофурана и их гетероаналогов.

3.2. Подбор реагентов и условий проведения реакции перхлориров ания ПХБ

3.3. Выбор внутреннего стандарта для проведения анализа.

3.4. Подготовка проб при анализе методом перхлориров ания и ГХ-ЭЗ Д.

3.4.1. Лабораторная посуда и ее подготовка.

3.4.2. Экстракция.

3.4.3. Очистка на многослойной колонке.

3.4.4. Выделение и очистка продуктов перхлорирования из реакционной смеси

3.5. Градуировка и количественный анализ.

3.6. Анализ и оценка факторов, влияющих на точность получаемых результатов, при количественном анализе ПХБ методом перхлорирования и ГХ-ЭЗД.

3.7. Определение суммарного количества ПХБ в объектах окружающей среды методом перхлорирования и ГХ-ЭЗД.

3.8. Определение суммарного количества ПХБ в биологических объектах методом перхлорирования и ГХ-ЭЗД.

3.9. Одновременное обнаружение ПХДД/Ф при перхлорировании экстрактов объектов окружающей среды для анализа ПХБ.

4. ВЫВОДЫ.

Одна из проблем, тесно связанная с обеспечением устойчивого развития России и ее интеграцией в мировое сообщество, - защита окружающей среды и населения от воздействия суперэкотоксикантов, к которым относятся полихлорированные дибензо-п-диоксины (ПХДД) и родственные им соединения - полихлорированные дибензофураны (ПХДФ), а также полихлорированные бифенилы (ПХБ) и другие соединения. Эти вещества обладают токсичностью в чрезвычайно низких дозах (1-10"9 - МО"14 г/г или г/мл), длительным периодом полуразложения или полураспада, способностью к биоаккумуляции, склонностью к трансграничному переносу - и входят в группу так называемых «стойких органических загрязнителей» (СОЗ) [1,2].

Проблемы оценки содержания суперэкотоксикантов в окружающей среде связаны, прежде всего, с достижением высокой чувствительности и надежности при аналитических измерениях. Это стимулирует развитие самостоятельного направления в органической аналитической химии -анализа "ультраследовых" количеств органических соединений, которое имеет свою методологию, отличия в процедуре выделения и концентрирования определяемых веществ из различных природных матриц, свои особые приемы в очистке, введении внутренних стандартов и определенные методы детектирования [3].

В настоящий момент лишь хромато-масс-спектрометрия (ХМС) низкого и высокого разрешения (и частично газожидкостная хроматография (ГХ) с электронозахватным детектором) способна достоверно обнаружить названные ксенобиотики [1]. Проведение детального анализа этими методами является трудоёмким и дорогостоящим. Такое положение в анализе суперэкотоксикантов не позволяет проводить широкомасштабное изучение загрязненных территорий даже на стадиях исследования экологического состояния района, не говоря уже о мониторинге, в задачу которого входит периодическая оценка состояния природных объектов, прогноза развития их состояния в длительном интервале времени при существующей или изменяющейся технологической нагрузке [4,5].

Проведение работ по оценке существующих выбросов и сбросов СОЗ, мероприятия по их уничтожению и детоксикации загрязненных объектов и территорий, осуществление медико-биологических наблюдений и выявление последствий загрязнения СОЗ требует создания эффективной системы мониторинга. Такая система предполагает постоянный эколого-аналитический контроль* в широкой сети пунктов наблюдения. Недавний скандал с заражением ПХБ куриного мяса в Бельгии лишний раз подчеркивает необходимость этого [6].

Проведение оперативного мониторинга все возрастающего количества контролируемых объектов невозможно без применения скрининговых методов анализа. Поэтому разработка скрининговых методов анализа представляет собой актуальнейшую задачу, поскольку потребность в такого рода методиках велика. На необходимость создания в России скринингового экспресс-метода анализа различных природных объектов на содержание СОЗов указывалось уже в первой государственной диоксиновой программе [7]. Эколого-аналитический контроль - система мероприятий по выявлению и оценке источников загрязнения, определению уровня загрязненности природных и пищевых объектов вредными веществами, образующимися в результате антропогенного воздействия (прямого, косвенного или катастрофического) на окружающую среду и человека

Если при анализе объектов окружающей среды на ПХДЦ/Ф прежде всего определяются 17 наиболее токсичных конгенеров [1, 4, 8], суммарный эффект которых соотносится с ПДК, то с ПХБ ситуация обстоит иначе. В России величины ПДК касаются только суммарного содержания ПХБ, и учитывают суммарный токсический эффект [9,10].

В настоящее время большинство загрязнений ПХБ обусловлено применением промышленных смесей, состав которых хорошо изучен и не изменяется. Следовательно, для получения адекватной картины загрязнения достаточно проводить большое количество экспресс-анализов по определению суммарного содержания ПХБ, периодически контролируя получаемые результаты стандартными аналитическими методами. Поэтому, необходим простой и дешевый метод анализа для оперативного определения этих загрязнителей.

Актуальность темы

В настоящий момент в мире официально признаны два скриниговых метода для определения ПХБ в воде и почве: иммуноферментный ЕРА № 4020 и основанный на реакции перхлорирования ЕРА №508а.

Иммуноферментный метод достаточно удобен и прост. Однако часто из-за влияния матрицы он дает завышенные результаты. Более того, использование оптических спектрофотометров в качестве анализаторов сокращает динамический диапазон определения ПХБ в анализируемом образце. Также не предусмотрено использование внутренних стандартов, что вносит ошибки в получаемый результат.

Метод перхлорирования основан на превращении ПХБ в ДХБ реакционной смесью 8ЬС15 и порошкообразного железа при 270°С. Этот метод был разработан только для анализа проб воды, и оказался ненадежным, прежде всего, из-за капризного поведения используемого реагента, который крайне чувствителен к алифатическим углеводородам.

При этом его использование связано с рядом неудобств, в частности необходимо соблюдать меры взрывобезопасности как на стадии проведения реакции (термостатирование при 270°С), так и на стадии разложения реакционной смеси. Однако сам по себе метод перфорирования имеет ряд достоинств, в частности, наличие только одного анализируемого вещества и сдвиг его пика на хроматограмме в область больших времен удерживания, чем достигается минимизация наложений.

Целью настоящей работы является изучение реакции перхлорирования (т.е. исчерпывающего хлорирования) ароматических соединений, в частности, ПХБ, ГТХДД, ПХДФ и создание на ее основе методики экспресс-анализа различных природных объектов на содержание ПХБ с применением доступного метода ГХ-ЭЗД.

Для достижения поставленной цели необходимо:

Найти эффективный хлорирующий реагент, позволяющий осуществлять перхлорирование вплоть до нанограммовых количеств ПХБ, ПХДД и ПХДФ;

Оптимизировать условия проведения реакции, изучить влияние катализаторов;

Подобрать надежный внутренний стандарт для обеспечения надежности проводимых измерений;

Отработать методические аспекты пробоподготовки при проведении анализа объектов окружающей среды и биологических материалов;

Изучить влияние мешающих факторов при определении ПХБ в объектах окружающей среды;

Создать методику суммарного определения ПХБ в воде;

Оценить метрологические характеристики методики.

Научная новизна работы.

Предложен новый хлорирующий агент позволяющий проводить реакцию перфорирования ПХБ и других загрязнителей, таких как ПХДД, ПХДФ, в широком диапазоне концентраций, с высоким выходом целевых соединений, за небольшое время (35 минут) в относительно мягких температурных условиях (105°С);

Изучено поведение в условиях реакции перхлорирования ряда фторированных и бромированных соединений на основе бифенила для оценки возможности использования их в качестве внутренних стандартов;

Показана принципиальная возможность определения микроколичеств ПХДД, ПХДФ и ПХБ методом перхлорирования и ГХ-ЭЗД;

Показана возможность создания методики определения суммарного содержания ПХБ в воде, почвах, биологических объектах методом перхлорирования и ГХ-ЭЗД.

Практическая ценность работы.

Предложен новый реагент и найдены оптимальные условия проведения реакции перхлорирования ароматических соединений, включая ПХДД, ПХДФ, ПХБ, открывающий новые возможности для их анализа.

Отработана система пробоподготовки и очистки продуктов перхлорирования перед ГХ-ЭЗД анализом.

Предложен внутренний стандарт, позволяющий контролировать все стадии проведения анализа, включая перхлорирование.

Разработана и аттестована скрининговая методика определения ПХБ в воде методом перхлорирования.

На защиту выносятся:

Данные о поведении ПХДД/Ф, ПХБ и ряда фторированных и бромированных соединений на основе бифенила при перхлорировании различными хлорирующими системами;

Новый хлорирующий агент для проведения реакции перхлорирования;

Принципиальная возможность применения метода перхлорирования для определения суммарного содержания ПХБ и других экотоксикантов в пробах поверхностных и сточных вод, почвы и биологических объектах.

Методика суммарного определения полихлорированных бифенилов в воде методом перхлорирования и ГХ-ЭЗД.

Апробация работы.

Основные материалы диссертации представлены на международных конференциях: DIOXIN'97 (Индианаполис, США, 1997), «Конференция по новым технологиям и применениям современных физико-химических методов в исследованиях окружающей среды» (Ростов-на-Дону, 2001), DIOXIN'2002 (Барселона, Испания, 2002), "Диоксины и родственные соединения: экологические проблемы, методы контроля" (Уфа, 2000), Экоаналитика-2002 (Краснодар, 2002), "100 years of Chromatography" (Москва, 2003), «Аналитика и аналитики» (Воронеж, 2003), World ECOFORUM (Санкт-Петербург, 2003), Экоаналитика-2003 (Санкт-Петербург, 2003), «Хроматография и хроматографические приборы» (Москва, 2004); на международных семинарах Second International Workshop on PCBs (Brno, Czech Republic, 2002), INCA Green Chemistry International Workshop (Venice, Italy, 2002); в летней школе по зеленой химии (Венеция, Италия, 2002); материал диссертации докладывался на московском семинаре по анализу объектов окружающей среды 15 января 2004 года.

Публикация результатов работы.

Основное содержание диссертации изложено в 7 научных статьях, 12 тезисах докладов.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из шести основных разделов, изложенных на 158 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц и 33 рисунка. Библиография включает в себя 147 наименований.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫЕ БИФЕНИЛЫ

В последние 30 лет уделяется повышенное внимание анализу группы стойких органических загрязнителей (СОЗ), которые воздействуют на среду обитания на чрезвычайно низком уровне (нижний предел обнаружения - 10"8-10'13%). Многие из них были известны уже давно и широко использовались в промышленности и сельском хозяйстве большинства стран. Эти соединения относятся к классу хлорорганических соединений и обладают рядом специфических признаков:

• биоконцентрирование (или биоаккумуляция) - за счет того, что растворимость в воде низкая и высокая в жирах и липидах;

• глобальная распространенность за счет способности переноситься на большие расстояния;

• чрезвычайная стойкость к физическим, химическим и биологическим изменениям;

• способность оказывать токсическое воздействие на организмы в крайне малых дозах.

В настоящее время UNEP (United Nations Environmental Project) особо выделяет группу из 12 соединений и групп соединений, на которые следует обращать первоочередное внимание при экологических исследованиях. Эта так называемая «грязная дюжина» включает в себя следующие вещества: полихлорированные бифенилы (ПХБ), полихлорированные дибензо-п-диоксины (ПХДЦ), полихлорированные дибензофураны (ПХДФ), алдрин, диэлдрин, дихлор-дифенил-трихлорэтан (ДДТ), эндрин, хлордан, гексахлорбензол (ГХБ), мирекс, токсафен и гептахлор [11]. Этот список был составлен в результате большого количества международных консультаций и форумов. Главным итогом этой работы стало принятие и подписание 23 мая 2002 года в Стокгольме Глобальной международной конвенции о запрещении СОЗ, к которой присоединилась и Россия.

Стокгольмская Конвенция содержит целый ряд предложений и мероприятий по изучению воздействия СОЗов на здоровье человека, животных, растения, изучению путей распространения этих веществ, а также запрещение их производства и использования. Частью этой программы является концепция эколого-аналитического контроля, которая предполагает осуществление исследований по выявлению и оценке источников загрязнения, определение уровней загрязнения природных и пищевых объектов СОЗов в результате антропогенного воздействия (прямого, косвенного или катастрофического) на окружающую среду и человека.

Проведение работ по оценке существующих выбросов СОЗ, мероприятия по их уничтожению и детоксикации загрязненных объектов и территорий, осуществление медико-биологических наблюдений и выявление последствий загрязнения СОЗ требует создания системы мониторинга. Такая система предполагает постоянные (регулярные) выполнения эколого-аналитического контроля в широкой сети наблюдения. При этом целесообразно использовать двухстадийную схему анализа, когда на первой стадии применяется более дешевая и производительная скрининговая методика, позволяющая отсеивать пробы с низким содержанием СОЗов и отбирать пробы, в которых подозреваются высокие концентрации диоксиноподобных соединений для последующего анализа стандартными методами.

Большинство загрязнений ПХБ обусловлено применением промышленных смесей, состав которых хорошо изучен. Следовательно, для получения адекватной картины загрязнения достаточно проводить большое количество экспресс-анализов по определению именно суммарного содержания ПХБ, периодически контролируя получаемые результаты стандартными аналитическими методами. Поэтому необходим простой и дешевый метод анализа для оперативного определения этих загрязнителей.

Среди СОЗов ПХБ являются одними из самых распространенных, поскольку они широко производились и применялись. Накоплены значительные запасы этих соединений, которые продолжают загрязнять окружающую среду и продукты. Поэтому целью настоящей работы была разработка методики экспресс-анализа различных природных объектов на содержание ПХБ.

Настоящий обзор посвящен полихлорированным бифенилам, их физико-химическим свойствам и современным методам их анализа в различных объектах окружающей среды.

4. ВЫВОДЫ

1. Изучена реакция перфорирования ПХДД, ПХДФ, полихлорированных бифенилов и других полициклических ароматических соединений различными хлорирующими агентами и показана возможность аналитического применения этой реакции.

2. Предложен новый реагент и найдены оптимальные условия перфорирования полифорированных бифенилов, обеспечивающие перфорирование даже нанограммовых количеств ПХБ с выходом декаФорбифенила 90-97%.

3. Изучено поведение ряда фтор- и бромзамещенных бифенилов (4,4'-дибромбифенил, 4,4'-дифторбифенил, 4-фторбифенил) в условиях реакции перфорирования. Показано, что молекулы соединений на основе бифенила Форируются с потерей атомов фтора и брома с образованием ДХБ с выходами 1-15% для фторсодержащих и до 50 % для бромсодержащих соединений.

4. Изучены и оценены факторы, влияющие на точность получаемых результатов, при количественном определении ПХБ в природных объектах методом перфорирования и газо-жидкостной хроматографии с электронозахватным детектированием.

5. Разработана и аттестована методика определения суммарного содержания ПХБ в воде с использованием в качестве внутреннего стандарта путем перфорирования с последующим анализом методом газо-жидкостной хроматографии с электронозахватным детектированием в интервале концентраций от 10 до 200.000 нг/л с использованием в качестве внутреннего стандарта 4-фтордифенилового эфира.

6. Показана возможность применения метода перфорирования с ГХ-ЭЗД в качестве скринингового для определения суммарного содержания

ПХБ в пробах почв и биологических объектов, а также обнаружения ПХДЦ и ПХДФ.

7. Разработан метод препаративного перхлорирования дибензо-я-диоксина, дибензофурана, дибензотиофена с высокими выходами (9395%) и чистотой до 99,9%.

1. Клюев НА. Контроль суперэкотоксикантов в окружающей среде и источники их появления. // Ж.А.Х. - 1996. - Т.51, №2. - С. 163-172.

2. Кунцевич А.Д. Систематизация и оценка степени риска суперэкотоксикантов. // Успехи химии, 1991, т. 60, №3, с.530-535.

3. Байерман К. Определение следовых количеств органических веществ. М.: Мир, 1987, 460 с.

4. H.A. Клюев. Современное состояние эколого-аналитического контроля диоксинов в Российской Федерации. Диоксины супертоксиканты XXI века. Проблемы. Информационный выпуск ВИНИТИ №1, Москва. 1997, стр. 84101.

5. Клюев H.A. Эколого-аналитический контроль стойких органических загрязнений в окружающей среде, М., Издательство "Джеймс", 2000, 48 с.

6. Л.А. Федоров. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы. Москва, «Наука», 1993, 266 с.

7. Прокофьв А.К. Определение полихлорированных дибензо-гс-диоксинов, дибензофуранов, бифенилов и хлорсодержащих пестицидов в объектах окружающей среды. // Успехи химии, 1990, т. 59, в. 11, с. 1799-1818.

8. Киселев А.В., Худолей В.В. Отравленные города, Greenpeace, M., 1997, -84с.

9. Юфит С.С. Яды вокруг нас. Цикл лекций. Москва: Джеймс, 2001.

10. Ballschmiter К., Zell M. Analysis of polychlorinated biphenyls (PCB) by glass capillary gas chromatography. Composition of technical Arochlors and Chlorphen mixtures. // Fresenius Z. Anal. Chem., 1980, v. 302, p. 20-31.

11. Erickson M.D. Analytical chemistry of PCBc. Butterwovth Pub., Boston, 1985, -23 Op.

12. Занавескин Jl.H., Аверьянов B.A. Полихлорбифенилы: проблемы загрязнения окружающей среды и технологические методы обезвреживания. // Успехи химии, 1998, 67 (8), сс. 788-800.

13. Polychlorinated biphenyls. Mammalian and Environmental Toxicology. (Ed. S.Safe). Springer-Verlag, Berlin, 1987.

14. Мельников H.H., Белан C.P. // Хим. Пром-сть, 1989, (5), с. 8.

15. Kokozska L., Flood J. A guide to EPA-approved PCB disposal methods. // Chem. Eng., 1985, 92, p. 41-43.

16. Eduljee G.H. PCBs in the environment. // Chem. Brit, 1988, 24, p. 241-244.

17. Josephson J. Phasing out PCBs. // Environ. Sci. Technol., 1984, 18 (2), p. A43-A44.

18. Edwards R. // Chem. Ind. (London), 1971, p. 1340.

19. Курапов П.Б. Сопряжение в гетероаналогах бифенила. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата химических наук. Министерство сельского хозяйства СССР, Московская Сельскохозяйственная Академия им. К.А. Тимирязева, Москва, 1982 г.

20. Hargreaves A., Rizvi S.H. The crystal and molecular structure of biphenyl. // Acta cryst., 1962, v. 15, N 4, p. 365-73.

21. Бобров A.B., Жумажапова Б., Гупта В.П. Исследование структуры дифенила и дипиридилов методом ИК спектроскопии. // Ж. Прикл. Спектроскопии, 1973, т. 18, № 2, с. 327-9.

22. Drucker R.P., McClain W.M. Polarized two-photo studies of biphenyl and several derivatives. // J. Chem. Phys., 1974, v. 61, N 7, p. 2609-15.

23. Bastiansen O., Traetterberg M. The nature of bonds carbon atoms how they vary with environment. // Tetrahedron, 1962, v. 17, p. 147-154.

24. Kensuke Furukawa, Nobutada Kimura. Biochemistry and Genetics of PCB methabolism. // Environ. Health Perspect., 1995, v.103, N 5, p. 21-23.

25. Rosen D.H., Flanders W.D., Friede A., Hamphrey H.E.B., Sinks Т.Н. Halflife of polybrominated biphenyl in human sera. // Environ Health Perspect., 1995, v. 103, N3, p. 272-274.

26. Reynber H., Gilet J.C., Falcy M. Can Notes, Doc. Inst. Nat. Resh. Secur. N 126, p. 15-32.

27. Вредные химические вещества. Галоген- и кислородсодержащие соединения. Справочник под ред. Филова В.А., Тиунова JI.A. Санкт-Петербург, Химия, 1994, -688 с.

28. Фоновый мониторинг загрязнения экосистем суши хлорорганическими соединениями. Под. Ред. Ровинского Ф.Я., Воронцовой Л.Д., Санкт-Петербург, Гидрометиздат, 1990, -269с.

29. Vit Lang. Polychlorinated biphenyls in the environment. // J. Chromatog., 1992, v. 95, p. 1-43.

30. Сурнина H.H., Тарасов B.B. Некоторые аспекты загрязнения объектов окружающей среды полихлорированными бифенилами и терфенилами. // Ж. Экологич. Химии, 1992, № 2, с. 5-20.

31. Ровинский Ф.Я., Афанасьев М.И., Буйволов Ю.А. Результаты наблюдений за фоновым загрязнением природных сред хлорорганическими пестицидами и бенз(а)пиреном на территории восточноевропейских стран. // Ж. Экологич. Химии, 1992, № 1, с. 46-64.

32. Таннер X., Кирсо У., Отсон Р., Липпмаа Э. Проблемы мониторинга гидрофобных соединений. 2. Полихлорированные органические соединения. // Экологич. Химия, 1995, т. 4, № 4, с. 318-324.

33. Клюев Н.А., Бродский Е.С., Жильников В.Г. Масс-спектрометрический анализ смесей полихлорированных дифенилов с различной степенью хлорирования. // Ж. А. X., 1990, т. 45, № 10, с. 1994-2003.

34. Erickson M.D. Analytical Chemistry of PCBs, Lewis publishers, N.-Y., 1997, 389 p.

35. Юданова JI.Jl. Пестициды в окружающей среде. ГПНТБ СО АН СССР, 1989, Новосибирск, -140с.

36. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Протокол №2. Полихлорированные бифенилы и трифенилы. Совместное издание Программы ООН по окружающей среде и Всемирной организации здравоохранения, Женева, 1980.

37. Fava F. Arochlor 1221 aerobic dechlorination by a bacterial co-culture: role of chlorobenzoic acid degrading bacteria in the process. // Chemosphere, 1996, 32, p. 1477-1483.

38. Taniguchi Sh., Murakami A., Hosomi M., Miyamura A., Uchida R. Chemical decontamination of PCB-contaminated soil. // Chemosphere, 1997, 34, p. 16311637.

39. Boyle R.H., Hignland J.H. Persistence of PCBs. // Environment, 1979, 21(5), p. 6-8.

40. Клюев H.A., Бродский E.C. Определение полихлорированных бифенилов в окружающей среде и биоте. Полихлорированные бифенилы. Супертоксиканты XXI века. Инф. выпуск № 5 ВИНИТИ, Москва, 2000, с. 3163.

41. Крятов И.А., Авхименко М.М., Цапкова Н.Н. Гигиена и санитария, 1991, 12, с. 68.

42. Baxter R.A., Gilbert Р.Е., Lidgett R.A., Mainprize J.H., Vodden H.A. The degradation of polychlorinated biphenyls by micro-organisms. // Sci. Total Environ., 1975, 4, p. 53-61.

43. Яценко-Хмелевская М.А., Цибульский В.В. Выбросы стойких органических загрязнителей на территории России. // Экологич. химия, 1999, т.8 (2), с.73-79.

44. Питьевая вода. Санитарные правила и нормы. 2.1.4.559-96, М., 1996, -110с.

45. McKinney J.D., Gottschalk К.Е., Pedersen L. 1983. The polarizability of planar aromatic system. An application to polychlorinated biphenyls (PCBs), dioxins and polyaromatic hydrocarbons. // J. Mol. Struct., 105: 427-438.

46. Leonards P. PCBs in mustelids. Analysis, food chain transfer and critical levels. Vrije Universiteit. Academisch Proefschrift. Amsterdam, 1997. 21 Op.

47. Епифанцев A.B., Румак B.C., Софронов Г.А. Отдаленные медицинские последствия поражения диоксином: клинические проявления. // Медицинский академический журнал, 2002, 2, N2, с. 69-82.

48. Pellizari E.D., Moseley M.A., Cooper D. Recent advances in the analysis of polychlorinated biphenyls in environmental and biological media. // J. Chromatogr., 1985, v. 334, n. 3, p. 277-314.

49. Onuska F.I., Terry K.A. Characterization and determination of PCB isomers by high-resolution gas-chromatography and HRGC mass-spectrometry. // J. high resolut. chromatogr. and chromatogr. communs, 1986, v. 9, n 11, p. 671-675.

50. Mullin M.D., Pochini C.M., McGrindle S., Romkes M., Safe S.H., Safe L.M. High resolution PCB analysis: synthesis and chromatographic properties of all 209 PCB congeners. // Environ. Sci. Technol., 1985, v. 18, p. 468-476.

51. Steichen R.J., Tucker R.G. Mechon E.I. Standardization of Arochlor lots for individual-peak gas-chromatographic calibration. // J. Chromatogr., 1982, v. 236, n. 1, p. 113-126.

52. Heidman W.A. // Chromatographic 1986, N 71, p. 363-372.

53. Бродский E.C., Клюев H.A., Тарасова О.Г., Жильников В.Г., Шестак Н.М. // Гидрологический журнал, 1992, т. 28, № 6, с. 104-107.

54. Stahr H.M. Analysis of PCBs by thin-layer chromatography. // J. Liquid Chromatogr., 1984, v. 7, n. 7, pp. 1392-1402.

55. Belliardo F, Glochiglia E., Nano G.M. Analysis of polychlorinated biphenyls residues in waste oils by high-performance liquid-chromatography. // J. Liquid Chromatogr, 1979, v. 2, n. 1, pp. 77-83.

56. DIN 51527 "Determination of PCB, part 1", Beut Verlag GmbH, Berlin, 1987.

57. Wegener J., deVoogt P., Govers W.W. Voorschrift voor de bepaling van PCB in minerale olien, IVM, 87 (1987), 17, Instituut voor Milieuvaagstukken, Vrije Universitet, Amsterdam.

58. Gebrhart J.E., Hayes T.L., Alfor-Stevens A.L., Budde W.L. Mass spectrometric determination of polychlorinated biphenyls as isomer groups. // Anal. Chem., 1985, v. 57, No. 13, pp.2458-2463.

59. Slivon L., Gebhart J.E., Hayes T.L. Alfold-Steven A.L. Budde W.L Automated procedures for mass spectrometric determination of polychlorinated biphenyls as isomer groups. // Anal. Chem. 1985 v. 57 n. 13 p. 2464-2469.

60. Ayris S., Currado G.M., Smith D., Harrad S. GC/MS procedures for the determination of PCBs in environmental matrices. // Chemosphere, 1997, v. 35, N.5, pp. 905-917.

61. Haglund P., Harju M. Electron Impact Mass Spectrometric Response Factors and Fragmentation of All 209 PCB congeners. // Organohalogen compounds, 1998, vol.35, pp.39-42.

62. Karanth N.G.K., Srimathi M.S., Majumder S.K. A Chromogenic Paper for Ultrarapid Detection of Organochlorine Insecticide Residues in Vegetables. // Bull. Environm. Contam. Toxicol, 1982, 28, pp. 221-224.

63. EPA Method 508A. Screening for polychlorinated biphenyls by perchlorination and gas chromatography. Revision 1.0. 1989.

64. Berg, O.W., Diosady, P.L., Rees, G.A. // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1972, 7, pp. 338-347.

65. Hutzinger, О., Safe, S., Zitko, V. // J. Environ. Anal. Chem., 1972, 2, pp. 95106.

66. Mizutanu T., Matsumoto M. // Food Hyg. Soc. Jpn., 1972, v. 13, pp. 398-404.

67. Armour J.A. // J. Assoc. Anal. Chem., 1973, 56, pp. 987-933.

68. Ballester M. Chlorocarbures Aromatiques et Alcoylaromatiques. Synthèses et propriétés. // Bull. Soc. Chim. France. 1966, pp. 7-15.

69. Takamiya K. Perchlorination reaction applied to the rapid determination of PCB. // Bull. Environ. Contam. Toxicol, 1983, 30 (5), pp. 600-605.

70. Steinwandter H., Brüne H. Chlorination of Organic Compounds. I. A simple 10 min perchlorination technique for the Quantitative determination of polychlorinated biphenyls (PCBs). // Fresenius Z. Anal. Chem., 1983, 314, p. 160.

71. Jia M.L., Que-Hee S.S. Optimization of perchlorination conditions for some representative polychlorinated biphenyls. // Anal. Chem., 1985, 57 (11), pp. 21302134.

72. Stratton, С L; Allan, J M; Whitlock, S A. Advances in the application of the perchlorination technique for the quantitation and confirmation of polychlorinated biphenyls (PCBs). // Bull. Environm. Contam. Toxicol., 1979, 21, Iss. 1-2, pp. 230-237.

73. Определение интегрального показателя уровня загрязнения окружающей среды дибензо-и-диоксинами, дибензофуранами и дифенилами методом перхлорирования и газо-жидкостной хроматографии. «ЭКРОС», 1993, 25с.

74. Thompson C.J., Coleman H.J., Ward C.C., Rail H.T. Desulfurization as a method of identifying sulfur compounds. // Anal. Chem. 1960, v. 32, pp. 424-430.

75. Thompson C.J., Coleman H.J., Hopkins R.L., Ward C.C., Rail H.T. Identification of oxygen compounds in gas-liquid chromatographic fraction by catalytic deoxigenation. // Anal. Chem. 1960, v. 32, pp. 1762-1765.

76. Thompson C.J., Coleman H.J., Ward C.C., Rail H.T. Identification of nitrogen compounds by catalytic denitrogenation. // Anal. Chem., v. 34, pp. 151-154.

77. Thompson C.J., Coleman H.J., Ward C.C., Rail H.T. Identification of halogen compounds by catalytic dehalogenation. // Anal. Chem., 1962, v. 34, pp. 154-156.

78. Beroza M. Determination of the chemical microgram amounts of organic compounds by gas chromatography. // Anal. Chem., 1962, v. 34, pp. 1801-1811.

79. Beroza M. Chemistry: Ultramicrodetermination of chemical structure of organic compounds by gas chromatography. //Nature, 1962, v. 196, pp. 768-769.

80. Beroza M., Sartimento R. Determination of the carbon sceleton and other structural features of organic compounds by gas chromatography. // Anal. Chem. 1963, v. 35, pp. 1353-1357.

81. Cooke M., Roberts D.J., Tillett M.E. Polychlorinated naphtalenes, polychlorinated biphenyls and EDDT residues in British birds of prey. // Sci. Total Environ. 1980, v. 15, pp. 237-246.

82. Cooke M., Khallef K.D., Nickless G., Roberts D.J. Rapid determination of DDT and related compounds in soils via carbon skeleton gas chromatography-mass spectrometry. //J. Chromatogr., 1979, v. 178, pp. 183-191.

83. Cooke M., Graham N., Povey A., Roberts D.J. Polychlorinated naphtalenes, polychlorinated biphenyls and polynuclear aromatic hydrocarbons in Severn Estuary (U.K.) sediments. // Sci. Total Environ. 1979, v. 13, pp. 17-26.

84. Cooke M., Graham N., Prescott A.M., Roberts D.J. Analysis of polychlorinated naphtalenes, polychlorinated biphenyls and polychlorinated terphenyls via carbon skeleton gas-liquid chromatography. // J. Chromatogr., 1978, v. 156, pp.293-299.

85. Cooke M., Graham N., Roberts D.J. Carbon skeleton gas chromatographic techniques and their application. // J. Chromatogr., 1980, v. 187, pp. 47-55.

86. Cooke M., Roberts D.J. Carbon skeleton capillary gas chromatography. // J. Chromatogr., 1980, v. 193, pp. 437-443.

87. Roberts D.J., Cooke M., Nickless G. Determonation of polychlorinated alkanes via carbon skeleton capillary gas chromatography. // J. Chromatogr., 1981, v. 213, pp. 73-81.

88. Kennedy P.A., Roberts D.J., Cooke M. Determination of polychlorinated naphtalenes in the presence of polychlorinated biphenyls by capillary gas chromatography. // J. Chromatogr., 1982, v. 249, pp. 257-265.

89. Yale M., Keen C., Bell N.A., Drew P.K.P., Cooke M. The hydrodechlorination of chloroaromatic and unsaturated chloraliphatic compounds using a nikel boride reagent. // Appl. Organomet. Chem., 1995, v. 9, pp. 297-303.

90. Sistovaris N., Donges. Gas-chromatographic determination of total polychlorinated aromatics and chloro-paraphins following catalytic reduction in the injection port. // Fresenius Z. Anal. Chem. 1987, v. 326, pp. 751-753.

91. Duebelbeis D.O., Kapila S., Clevenger T., Yanders A.F. Application of two dimentional reaction chromatography system for confirmatory analysis of chlordane constituents in environmental samples. // Chemosphere, 1990, v. 20, pp. 1401-1408.

92. Seymour M.P., Jeffries T.M., Notarianni L.J. Limitations in the use of nickel boride dechlorination for analysis of polychlorinated biphenyls. // Bull. Environ. Contam. Toxicol., 1986, v. 37, pp. 199-206.

93. Kuchen A., Blaser O., Marek B. Quantification of PCB by dechlorination to biphenyl. // Fresenius Z. Anal. Chem., 1987, v. 326, pp. 747-750.

94. Doyle J.G., Milees Т., Parker E., Cheng I.F. Analysis of total PCB content by reductive dechlorination to biphenyl. 50th Pittsburgh Conference on Analytical chemistry and Applied Spectroscopy (Pittcon'1999). Orlando, Florida, USA, 1999. p. 1001.

95. Wu Q., Marshall W.D. Approaches to the determination of polychlorinated biphenyl (PCB) concentrations in soils/sediments by dechlorination to biphenyl. // Int. J. Environ. Anal. Chem., 2001, v. 80, pp. 27-38.

96. Knopp D. Application of immunological methods for the detemiination of environmental pollutants in human biomonitoring. A review. // Anal. Chim. Acta, 1995, v. 311, pp. 383-92.

97. Егоров A.M., Осипов А.П., Дзантиев Б.Б., Гаврилова E.M. Теория и практика иммуноферментного анализа, 1991, Москва: Высшая школа.

98. Sittampalam G.S., Smim W.C., Miyakawa T.W., Smitfa D.R,, McMorris C., Application of experimental design techniques to optimize a competitive ELISA. // J. Immunol. Mem., 1996, 190(2), pp. 151-161.

99. Hock В., Dankwardt A., Kramer K., Marx A. Immunochemical techniques: antibody production for pesticide analysis. A review. // Anal. Chim. Acta, 1995, v. 311, pp. 393-405.

100. EPA method 4020. Screening for polychlorinated biphenyls by immunoassay. Revision 0. 1996.

101. Chiu Y.-W., Carlson R.E., Marcus K.L., Karu A.E. A monoclonal Immunoassay for the coplanar polychlorinated biphenyls. // Anal. Chem., 1995, v. 67, No 21, pp. 3829-3839.

102. Newsome W.H., Shields J.B. Radioimmunoassay of PCBs in milk and blood. //Int. J. Environ. Anal. Chem., 1981, v. 10, pp. 295-304.

103. Sisak M., Franek M., Hruska K. Application of radioimmunoassay in screening of polychlorinated biphenyls in cow's milk. // Anal. Chim. Acta, 1995, v. 311, pp. 415-422.

104. Vo-Dinh Т., Pal A., Pal T. Photoactivated Luminescence Method for Rapid Screening of Polychlorinated Biphenyls. // Anal. Chem., 1994, v. 66, pp. 12641268.

105. Марч Дж. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура. В 4-х томах. Москва, Мир, 1988.

106. Silberrad О. // J. Chem. Soc., 1921,119, pp. 2029-2036.

107. Silberrad О. // J. Chem. Soc., 1922, 121, pp. 1015-1022.

108. Физер Л., Физер М. Реагенты для органического синтеза. Москва, "Наука", 1973.

109. Ballester М., Molinet С., Castaner J. Preparation of highly stable aromatic chlorocarbons. I. A powerful Nuclear Chlorinating agent. Relevant Reactivity Phenomena Traceable to Molecular Strain. // J. Amer. Chem. Soc., 1960, v. 82, pp. 4254-4258.

110. Ballester M., Rosa J. Steric hindrance in thermal and catalyzed isomerisation of chlorinated cm'-dichlorostilbenes. // Tetrahedron, 1960, v. 9, pp. 156-162.

111. Ballester M. A study of the synthesis and properties of alkaromatic chlorocarbons. Final technical report AD 609569. Avail. CFSTI, 33 p., 1964.

112. Cheleptchikov A., Klyuev N., Feshin D., Soyfer V., Brodsky E. Optimized Manual Sample Preparation Method for Dioxin Analysis. // Organohalogen Compounds, 2002, v 55, pp. 85-88.

113. Клюев H.A., Шелепчиков A.A., Бродский E.C., Фешин Д.Б., Сойфер B.C. Оптимизация процесса пробоподготовки при анализе полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов. // Лабораторный журнал, 2002, №2, стр. 12-17.

114. ПНД Ф 14.1:2:4.124-97. Методика выполнения измерений массовой концентрации полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов впробах питьевой воды, поверхностных природных и очищенных сточных вод методом хромато-масс-спектрометрии.

115. ПНД Ф 13.3.9-97. Методика выполнения измерений массовой концентрации полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов в пробах атмосферного воздуха методом хромато-масс-спектрометрии.

116. ПНД Ф 16.1:7-97. Методика выполнения измерений массовой концентрации полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов в почвах методом хромато-масс-спектрометрии.

117. ПНД Ф 13.3.10-97. Методика выполнения измерений массовой концентрации полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов в пробах газообразных выбросов в атмосферу методом хромато-масс-спектрометрии.

118. Alumina Cleanup. US ЕРА Method 3610В. Revision 2. December 1996.

119. Buser H.-R., Dolezal I. S., Wolfensberger M., Rappe C. Polychlorodibenzothiophenes, the sulfur analogs of the polychlorodibenzofurans identified in incineration samples. // Environ. Sci. Technol., 1991, Vol. 25, № 9, pp. 1637-1643.

120. Buser H.-R., Rappe C. Determination of polychlorodibenzothiophenes, the sulfur analogs of polychlorodibenzofurans, using various gas chromatographic/mass spectrometric techniques. // Anal. Chem., 1991, v. 63, № 13, pp. 1210-1217.

121. Бродский E.C., Клюев H.A., Русинов B.JI., Уломский Е.Н., Применение фторсодержащих соединений в качестве внутренних стандартов при анализе объектов окружающей среды. // Аналитика и контроль. 1999, № 3, 76-85.

122. S.-C. Lung, L.M. Altshul, Т.Е. Ford, J.D. Spengler. Coating effects on the glass adsorption of polychlorinated biphenyl (PCB) congerers. // Chemosphere, 2000, 41, pp. 1856-1871.

123. Klyuev N.A., Cheleptchikov A.A., Brodsky E.S., Soyfer V.S., Zhilnikov V.G. Reductive dechlorination of OCDD by Zero-valent Iron. // Chemosphere, 2002, v. 46, issue 9-10, pp. 1293-1296.

124. Silica gel cleanup. US EPA Method 3630C. Revision 3. December 1996.

125. Florisil cleanup. US EPA Method 3620C. Update Draft Revision 3. January 1999.

126. De Voogt P., Wells D., Reutergdrdh L., Brinkman U.A.TH. Biological activity, determination and occurrence of planar, mono- and di-ortho polychlorinated biphenyls. // Int. J. Environ. Anal. Chem., 1990, v. 40, N 1, p 46.

127. Основные результаты диссертации изложены в следующих работах;

128. Soyfer V.S., Feshin D.B., Klyuev N.A., Mir-Kadyrova E.Ya., Mourenets N.V. Operative control of dioxin xenobiotics (perchlorination reaction). // Organohalogen Compounds, 1997, vol. 31, pp. 1-4.

129. Клюев Н.А., Фешин Д.Б., Сойфер B.C. Перхлорирование -скрининговый метод обнаружения диоксинов и родственных соединений в окружающей среде. // Аналитика и контроль, 2001, т. 5, № 1, стр. 75-85.

130. D.B. Feshin, E.S. Brodsky, G.A. Kalinkevich, N.A. Kluyev, V.S. Soyfer. Screening method of PCBs detection in environment by perchlorination reaction. // Second International Workshop on PCBs, Brno, Czech Republic, 711 May, 2002. p 24.

131. Н.А. Клюев, Д.Б. Фешин, B.C. Сойфер, Е.С. Бродский, Г.А. Калинкевич. Скрининговое обнаружение полихлорированных бифенилов методом перхлорирования. // Лабораторный журнал, 2002, №1, стр. 46-49.

132. Nikolay Kluyev, Denis Feshin, Efim Brodsky, Galina Kalinkevich, Vladimir Soyfer. Screening Method of PCBs Detection in Environment by Reaction with in situ Generated BMC Perchlorination Agent. // Organohalogen Compounds, 2002, v. 55, p 143-146.

133. Н.А. Клюев, Д.Б. Фешин, B.C. Сойфер, Е.С. Бродский, Г.А. Калинкевич. Суммарное определение полихлорированных бифенилов методом перхлорирования. // Тезисы международного форума «Аналитика и аналитики», Воронеж, Россия, 2-6 июня 2003 г, т.1, стр. 88.

134. N. A. Klyuev, D.B. Feshin, E.S. Brodsky, G.A. Kalinkevich, V.S. Soyfer. Screening Method of PCBs Detection in Environment by Perchlorination Reaction. // Fresenius Environmental Bulletin, 2003, vol. 12, No. 2, pp. 148151.

135. Бродский Е.С., Калинкевич Г.А. Газохроматографическое определение суммарного содержания полихлорированных бифенилов в воде методом перхлорирования. // Хроматография и сорбционные процессы, 2004, т. 4, вып. 2, стр. 199-205.

136. Вклад соавторов публикаций

137. Подход к получению перхлорирующего реагента ВМС in situ был предложен и впервые применен B.C. Сойфером.

138. В обсуждении и интерпретации полученных результатов принималиучастие Клюев Н.А.|, Бродский Е.С., Калинкевич Г.А., [Юфит С.С. Шелепчиков A.A.

139. Анализ продуктов перхлорирования методом ГХ-ЭЗД осуществляла Калинкевич Г.А.

140. Съемка масс-спектров выполнена Бродским Е.С.