RU2236916C1 - Method of determining weight concentration of benzo-a-pyrene in soil - Google Patents
Method of determining weight concentration of benzo-a-pyrene in soil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2236916C1 RU2236916C1 RU2003119185/15A RU2003119185A RU2236916C1 RU 2236916 C1 RU2236916 C1 RU 2236916C1 RU 2003119185/15 A RU2003119185/15 A RU 2003119185/15A RU 2003119185 A RU2003119185 A RU 2003119185A RU 2236916 C1 RU2236916 C1 RU 2236916C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyrene
- sample
- benz
- soil
- hexane
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области определения массовых концентраций токсичных веществ, например, в почве, в отходах промышленности и др., и может быть использовано организациями и учреждениями, проводящими контроль токсичности среды обитания биоценоза, охрану природы, комплексный мониторинг земной поверхности, лабораторные исследования загрязнений окружающей природной среды и т.п.The invention relates to the field of determining mass concentrations of toxic substances, for example, in soil, industrial waste, etc., and can be used by organizations and institutions that monitor the toxicity of the biocenosis environment, nature protection, integrated monitoring of the earth's surface, laboratory studies of environmental pollution environment, etc.
Токсичные вещества, в том числе полициклические ароматические углеводороды (например, бенз-а-пирен), широко распространены практически во всей окружающей человека среде. Бенз-а-пирен (БП) является одним из наиболее распространенных токсикантов (химических канцерогенов) и присутствует в атмосферном воздухе, в почве, в воде.Toxic substances, including polycyclic aromatic hydrocarbons (for example, benz-a-pyrene), are widespread in almost the entire human environment. Benz-a-pyrene (BP) is one of the most common toxicants (chemical carcinogens) and is present in atmospheric air, in soil, in water.
БП - кристаллическое вещество, практически не растворимое в воде (0,012 мг\л), достаточно хорошо растворимое в органических растворителях (гексане, бензоле, эфире, этаноле, маслах и др.). Предельно допустимая концентрация (ПДК) бенз-а-пирена в почве - 0,02 мг/кг.BP is a crystalline substance, practically insoluble in water (0.012 mg / l), quite soluble in organic solvents (hexane, benzene, ether, ethanol, oils, etc.). The maximum permissible concentration (MPC) of benz-a-pyrene in the soil is 0.02 mg / kg.
Основными источниками БП являются промышленные предприятия, ТЭЦ, отопительные системы, автотранспорт. Образуется БП в процессе горения материалов, поэтому он присутствует в дыму, копоти, саже (в смолистых веществах, содержащихся в продуктах сгорания).The main sources of BP are industrial enterprises, thermal power plants, heating systems, and motor vehicles. BP is formed during the combustion of materials, therefore it is present in smoke, soot, soot (in the resinous substances contained in the combustion products).
Процесс горения (окисление углерода) не обязателен для возникновения БП, потому что БП образуется при полимеризации простых радикалов, получающихся из исходного топлива от действия высоких температур. Образование основного количества БП и других полициклических ароматических углеводородов происходит при температуре 500-800°С. Помимо высокотемпературного (свободнорадикального) процесса образования полициклических ароматических углеводородов существует низкотемпературный процесс, который протекает в интервале 250-400°С (например, при пиролизе древесины), при котором образование БП происходит в результате ионных реакций.The combustion process (carbon oxidation) is not necessary for the occurrence of BP, because BP is formed during the polymerization of simple radicals obtained from the original fuel from high temperatures. The formation of the bulk of BP and other polycyclic aromatic hydrocarbons occurs at a temperature of 500-800 ° C. In addition to the high-temperature (free-radical) process for the formation of polycyclic aromatic hydrocarbons, there is a low-temperature process that occurs in the range of 250-400 ° C (for example, during wood pyrolysis), in which BP formation occurs as a result of ionic reactions.
В почву БП попадает из атмосферных осадков и из отмирающих растений, а также из некоторых компонентов, используемых в качестве удобрений.BP enters the soil from atmospheric precipitation and from dying plants, as well as from some components used as fertilizers.
Известен способ (методика) определения массовой концентрации полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в атмосфере, основанный на улавливании твердых пылевидных частиц из воздуха фильтром или сорбентом, на экстрагировании ПАУ из пылевидных частиц н-гексаном, на отделении ПАУ при помощи препаративной тонкослойной хроматографии (ТСХ) от мешающих примесей, на определении массовой концентрации ПАУ с помощью жидкостной хроматографии (“Руководство по контролю загрязнения атмосферы”, РД 52.04. 186-89, Гидрометеоиздат, стр. 647-657).A known method (technique) for determining the mass concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the atmosphere, based on the capture of solid dust particles from the air by a filter or sorbent, on the extraction of PAHs from dust particles by n-hexane, on the separation of PAHs using preparative thin layer chromatography (TLC) from interfering impurities in determining the mass concentration of PAHs using liquid chromatography (“Guidelines for the Control of Atmospheric Pollution”, RD 52.04. 186-89, Hydrometeoizdat, pp. 647-657).
Известен способ (методика) определения массовой концентрации БП в питьевой воде, основанный на экстрагировании БП из проб воды н-гексаном, на отделении БП при помощи препаративной тонкослойной хроматографии (ТХС) от примесей, на определении массовой концентрации БП с помощью жидкостной хроматографии (ГОСТ Р 51310-99, Государственный стандарт Российской Федерации, вода питьевая).A known method (technique) for determining the mass concentration of BP in drinking water, based on the extraction of BP from water samples with n-hexane, on the separation of BP using preparative thin layer chromatography (TCS) from impurities, on the determination of the mass concentration of BP using liquid chromatography (GOST R 51310-99, State Standard of the Russian Federation, drinking water).
Известные способы не предназначены и не могут быть применены для определения массовой концентрации БП в почве, так как технология отбора и подготовки проб для лабораторного исследования из газа и из жидкости (из воздуха и из воды) отличаются от технологии отбора и подготовки проб для лабораторного исследования из твердого вещества (из почвы).Known methods are not intended and cannot be used to determine the mass concentration of BP in the soil, since the technology for sampling and preparing samples for laboratory research from gas and liquid (from air and water) differs from the technology for sampling and preparing samples for laboratory research from solid matter (from soil).
Кроме этого известные способа не обеспечивают качественного разделения незамещенных и алкилзамещенных ПАУ, поэтому полученные с их использованием результаты могут рассматриваться только как массовая концентрация суммы всех производных пирена (ПАУ), а не отдельно БП, как это делается в предложенном способе.In addition, the known methods do not provide high-quality separation of unsubstituted and alkyl-substituted PAHs; therefore, the results obtained using them can be considered only as the mass concentration of the sum of all pyrene derivatives (PAHs), and not separately BP, as is done in the proposed method.
Известен способ определения массовой концентрации БП в пробах воздуха, воды, почвы, основанный на извлечении БП из проб воздуха, воды, почвы органическим растворителем (н-гексаном), замораживании экстракта БП жидким азотом (-198°С), облучении замороженного экстракта БП потоком УФ-излучения с длиной волны не более 365 нм, анализе спектра флуоресценции БП на длине аналитической квазилинии 402,4 нм, интенсивность которой пропорциональна содержанию БП в растворе (Методические указания. Определение массовой доли и массовой концентрации БП в пробах воздуха, почвы, воды и донных отложений. Методика выполнения измерений методом квазилинейчатых спектров флуоресценции. РД 52.18, НПО “Тайфун”, 2000 г. - прототип).A known method for determining the mass concentration of BP in air, water, soil samples, based on extracting BP from air, water, soil samples with an organic solvent (n-hexane), freezing the BP extract with liquid nitrogen (-198 ° C), irradiating the frozen BP extract with a stream UV radiation with a wavelength of not more than 365 nm, analysis of the BP fluorescence spectrum at the length of the analytical quasiline of 402.4 nm, the intensity of which is proportional to the content of BP in the solution (Guidelines. Determination of the mass fraction and mass concentration of BP in samples ozduha, soil, water and sediment method of measurement method of quasi-line fluorescence spectra RD 52.18, SPA "Typhoon", 2000 -.. a prototype).
Недостатками известного способа являются сложность технологии и оборудования для проведения работ (обязательное замораживание концентрата экстракта БП жидким азотом), а также большая ошибка определения массовой концентрации БП в пробе исследуемого вещества (например, в почве). Эта ошибка возникает из-за того, чтоThe disadvantages of this method are the complexity of the technology and equipment for work (mandatory freezing of the extract concentrate BP liquid nitrogen), as well as a large error in determining the mass concentration of BP in the sample of the test substance (for example, in the soil). This error occurs because
- определение массовой концентрации БП в полученном концентрате экстракта БП производят сравнением интенсивности аналитической линии БП (спектра его флуоресценции от действия УФ-излучения) в исследуемом концентрате экстракта БП и в эталонных растворах БП, что дает большую ошибку (практически известным способом определяют ориентировочную массовую концентрацию БП в пробе);- determination of the mass concentration of BP in the obtained concentrate of the extract of BP is made by comparing the intensity of the analytical line of BP (the spectrum of its fluorescence from the action of UV radiation) in the studied concentrate of the extract of BP and in standard solutions of BP, which gives a big error (the approximate mass concentration of BP is determined in a practically known way in the sample);
- имеющееся в разных пробах исследуемого вещества разное количество БП экстрагируют одинаковым количеством растворителя (н-гексана), в связи с чем в каждом конкретном случае получают экстракт БП разной насыщенности, что обуславливает разные условия конечного экстрагирования БП (чем больше насыщен БП экстрагирующий растворитель, тем хуже извлекает он БП, оставшийся в пробе почвы, и тем большая часть БП остается в пробе не экстрагированной и не учитывается);- a different amount of BP present in different samples of the test substance is extracted with the same amount of solvent (n-hexane), in this connection, in each case, a BP extract of different saturation is obtained, which leads to different conditions for the final extraction of BP (the more BP the extraction solvent is saturated, the worse, it extracts BP remaining in the soil sample, and the greater part of BP remains in the sample not extracted and is not taken into account);
- на стенках емкости, в которой экстрагируют БП, и на поверхности частичек исследуемой пробы остается часть не слитого экстракта БП, который теряется, и находящийся в нем БП не учитывается.- on the walls of the container in which the BP is extracted, and on the surface of the particles of the test sample, there remains a part of the un drained BP extract, which is lost and the BP contained in it is not taken into account.
Целью предложенного способа является устранение вышеперечисленных недостатков, то есть упрощение технологии и оборудования, повышение точности определения массовой концентрации БП в исследуемой пробе за счетThe aim of the proposed method is to eliminate the above disadvantages, that is, simplification of technology and equipment, improving the accuracy of determining the mass concentration of BP in the test sample due to
- экстрагирования практически всего БП из навески исследуемой пробы специально определенным количеством органического растворителя (гексана);- extraction of almost the entire BP from a sample of the test sample with a specific amount of an organic solvent (hexane);
- сбора практически всего экстракта БП из емкости экстрагирования и из исследуемой пробы их промывкой гексаном и смешиванием смыва с экстрактом БП;- collection of almost the entire BP extract from the extraction vessel and from the test sample by washing it with hexane and mixing the wash with the BP extract;
- исключения из технологии определения массовой концентрации БП в исследуемой пробе замораживания концентрата экстракта БП жидким азотом;- exceptions from the technology for determining the mass concentration of BP in the test sample of freezing the concentrate of the extract of BP with liquid nitrogen;
- сокращения времени и улучшения экстрагирования БП перемещением емкости с навеской исследуемой пробы, залитой гексаном, в вертикальной и/или горизонтальной плоскости (интенсивным перемешиванием гексана и навески исследуемой пробы);- reducing time and improving the extraction of BP by moving the container with a sample of the test sample filled with hexane in the vertical and / or horizontal plane (intensive mixing of hexane and a sample of the test sample);
- повышения точности определения массовой концентрации БП в исследуемой пробе регистрацией на хроматографе и идентификацией хроматогра-фических пиков флуоресценции БП в концентрате экстракта БП и в эталонных растворах БП;- improving the accuracy of determining the mass concentration of BP in the test sample by recording on a chromatograph and identifying chromatographic peaks of BP fluorescence in a concentrate of BP extract and in BP reference solutions;
- уточнения массовой концентрации БП в пробе, полученной идентификацией хроматографических пиков БП в экстракте и эталонных растворах, специальной формулой, учитывающей условия экстрагирования БП.- refinement of the mass concentration of BP in the sample obtained by identifying the chromatographic peaks of BP in the extract and standard solutions, using a special formula that takes into account the conditions for the extraction of BP.
Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе, включающем экстрагирование БП из навески пробы исследуемой почвы органическим растворителем (например, гексаном), очистку полученного экстракта БП от примесей и его концентрирование, определение массовой концентрации БП в полученном концентрате экстракта по его флуоресценции во время действия возбуждающего света, расчетное уточнение полученной массовой концентрации БП корректирующими коэффициентами, экстрагирование БП из навески пробы почвы производят выдержкой навески пробы почвы в течение времени не менее 20 часов в емкости с гексаном при температуре окружающей атмосферы, приведенной к нормальным условиям, то есть при 20±10°С, а определение массовой концентрации БП в очищенном концентрате его экстракта производят идентификацией хроматографических пиков флуоресценции БП, зарегистрированных на хроматограммах концентрата экстракта БП и эталонных растворов БП в гексане во время действия на них возбуждающего света при температуре окружающей атмосферы, приведенной к нормальным условиям, например при 20±10°С.This goal is achieved by the fact that in the proposed method, including the extraction of BP from a sample of the test soil with an organic solvent (for example, hexane), purification of the obtained BP extract from impurities and its concentration, determination of the mass concentration of BP in the obtained extract concentrate by its fluorescence during action exciting light, the calculated refinement of the obtained mass concentration of BP by correction factors, the extraction of BP from a sample of soil sample is carried out by exposure of the sample and soil samples for a period of at least 20 hours in a container with hexane at ambient temperature reduced to normal conditions, i.e. at 20 ± 10 ° С, and the mass concentration of BP in the purified concentrate of its extract is determined by identifying chromatographic peaks of BP fluorescence, recorded on the chromatograms of the concentrate of the extract of BP and the standard solutions of BP in hexane during the action of exciting light on them at ambient temperature reduced to normal conditions, for example, at 20 ± 1 0 ° C.
Массовую концентрацию БП в пробе почвы, определенную идентификацией хроматографических пиков флуоресценции БП на хроматограммах экстракта БП из навески пробы почвы и эталонных растворов БП во время действия на них возбуждающего света, рассчитывают (уточняют) по формуле:The mass concentration of BP in a soil sample, determined by the identification of chromatographic peaks of BP fluorescence on the chromatograms of a BP extract from a sample of a soil sample and BP reference solutions during the action of exciting light on them, is calculated (specified) by the formula:
где С - рассчитанная (уточненная) массовая концентрация БП в пробе почвы, мкг/см3;where C is the calculated (specified) mass concentration of BP in the soil sample, μg / cm 3 ;
Со -массовая концентрация БП в экстракте, определенная идентификацией хроматографических пиков флуоресценции БП на хроматограммах экстракта БП и эталонных растворов БП в гексане во время действия на них возбуждающего света, мкг/см3;C o is the mass concentration of BP in the extract, determined by the identification of the chromatographic peaks of BP fluorescence on the chromatograms of the BP extract and BP reference solutions in hexane during the action of exciting light on them, μg / cm 3 ;
Сн - массовая концентрация БП в насыщенном гексановом растворе, мкг/см3;With n - mass concentration of BP in a saturated hexane solution, µg / cm 3 ;
No - отношение объемного количества гексана в экстракте к массовому количеству экстрагированного БП;N o - the ratio of the volumetric amount of hexane in the extract to the mass amount of extracted BP;
Nн - отношение объемного количества гексана в насыщенном растворе к массовому количеству растворенного в нем БП.N n - the ratio of the volumetric amount of hexane in a saturated solution to the mass amount of BP dissolved in it.
Для уменьшения погрешности определения массовой концентрации БП в пробе почвы (для увеличения количества БП, экстрагируемого из навески пробы почвы), БП экстрагируют количеством гексана в отношении к имеющемуся в навеске количеству БП, большим его отношения к количеству БП в насыщенном растворе БП в гексане, например, не менее чем в пять раз.To reduce the error in determining the mass concentration of BP in a soil sample (to increase the amount of BP extracted from a sample of a soil sample), BP is extracted with hexane in relation to the amount of BP in the sample, greater than its ratio to the amount of BP in a saturated solution of BP in hexane, for example not less than five times.
Для улучшения экстрагирования БП из навески пробы почвы и для сокращения времени экстрагирования на емкость со смесью почвы с гексаном воздействуют звуком (колебаниями атмосферного воздуха) мощностью не менее 50 дБ, для чего рядом с емкостью помещают источник звука, например излучающий звук динамик, и звуковое экстрагирование производят в течение времени не менее 0,5 часа.To improve the extraction of BP from a sample of soil samples and to reduce the time of extraction, a container with a mixture of soil and hexane is exposed to sound (vibrations of atmospheric air) with a power of at least 50 dB, for which a sound source, for example a speaker emitting a sound, is placed next to the container, and sound extraction produce over a period of not less than 0.5 hours.
Для улучшения экстрагирования БП из навески пробы почвы и для сокращения времени экстрагирования емкость со смесью почвы и гексана перемещают в вертикальной и/или в горизонтальной плоскости с частотой 0,1-10,0 Гц и с амплитудой 0,5-5,0 мм, для чего емкость устанавливают на вибрационный стол, и вибрационное экстрагирование проводят в течение времени не менее часа.To improve the extraction of BP from a sample of the soil sample and to reduce the time of extraction, the container with a mixture of soil and hexane is moved in a vertical and / or horizontal plane with a frequency of 0.1-10.0 Hz and with an amplitude of 0.5-5.0 mm, why the container is installed on a vibrating table, and vibration extraction is carried out for at least an hour.
Для уменьшения ошибки определения массовой концентрации БП в пробе почвы емкость, в которой экстрагируют БП, и навеску пробы почвы, из которой экстрагируют БП, после слива из них полученного экстракта БП не менее трех раз промывают объемным количеством гексана, не менее чем в три раза превышающим объем навески, который добавляют в слитый экстракт БП.To reduce the error in determining the mass concentration of BP in the soil sample, the container in which the BP is extracted and the sample of soil from which the BP is extracted, after draining the obtained BP extract from them, is washed at least three times with a volume of hexane no less than three times the volume of the sample, which is added to the merged extract BP.
Для уменьшения ошибки определения массовой концентрации БП в почве при обнаружении массовой концентрации БП в пробе почвы, близкой к ПДК, производят повторное лабораторное исследование новой навески этой пробы с применением увеличенного количества экстрагирующего гексана, например, количеством гексана, не менее чем в два раза превышающим его количество при лабораторном исследовании первой навески, или с применением уменьшенного количества исследуемой почвы, например, с исследованием новой навески той же пробы почвы, масса или объем которой не менее чем в два раза меньшей массы или объема первой навески.To reduce the error in determining the mass concentration of BP in the soil when detecting the mass concentration of BP in a soil sample close to the MPC, a second laboratory study of a new sample of this sample is carried out using an increased amount of extracting hexane, for example, an amount of hexane no less than twice that the number in a laboratory study of the first sample, or using a reduced amount of the studied soil, for example, with the study of a new sample of the same soil sample, weight or volume Torah not less than twice the smaller mass or volume of the first sample.
Для упрощения технологии проведения работ при определении массовой концентрации БП в большом количестве проб почвы с фоновым, то есть с незначительным загрязнением, БП экстрагируют из навески пробы почвы объемом гексана, не менее чем в три раза превышающим объем исследуемой навески пробы почвы.To simplify the technology of work when determining the mass concentration of BP in a large number of soil samples with background, that is, with little pollution, BPs are extracted from a sample of soil with a volume of hexane no less than three times the volume of the studied sample of soil sample.
Для уменьшения ошибки определения массовой концентрации БП в почве массовую концентрацию БП в пробе почвы определяют как среднеарифметическое значение результатов двух автономных лабораторных исследований двух автономных навесок из этой пробы, проведенных при одинаковых условиях (с учетом действующих нормативов контроля точности измерений и воспроизводимости) и рассчитанных по одной формуле.To reduce the error in determining the mass concentration of BP in the soil, the mass concentration of BP in the soil sample is determined as the arithmetic mean of the results of two autonomous laboratory studies of two autonomous samples from this sample, carried out under the same conditions (taking into account current standards for monitoring the accuracy of measurements and reproducibility) and calculated according to one formula.
Совокупность существенных признаков предложенного способа проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что повышается точность определения (контроля) массовой концентрации БП в пробе почвы, упрощается технология и оборудование лабораторных работ.The set of essential features of the proposed method exhibits new properties, namely, that the accuracy of determining (control) the mass concentration of BP in the soil sample is increased, the technology and equipment of laboratory work are simplified.
Таким образом, предложенное решение соответствует критерию “новизна” и “изобретательский уровень”.Thus, the proposed solution meets the criteria of “novelty” and “inventive step”.
Определение массовой концентрации БП в почве по предложенному способу производят следующим образом.The determination of the mass concentration of BP in the soil by the proposed method is as follows.
В соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.4.02-84 берут пробу исследуемой почвы и подготавливают ее к исследованию. Для этого пробу почвы тщательно перемешивают, освобождают от камней и корней, квартуют. В лаборатории пробу почвы доводят до воздушно-сухого состояния, измельчают в фарфоровой ступке, просеивают через сито с ячейкой, например, 1 мм, готовят из нее навески (например, по 10,0 г каждая). Оставшуюся часть пробы почвы хранят в герметичной таре, при температуре не выше 8°С, в течение времени не более месяца, в темном месте.In accordance with GOST 17.4.3.01-83, GOST 17.4.4.02-84, a test soil is taken and prepared for research. For this, a soil sample is thoroughly mixed, freed from stones and roots, quartered. In the laboratory, the soil sample is brought to an air-dry state, ground in a porcelain mortar, sieved through a sieve with a mesh, for example, 1 mm, and weighed samples from it (for example, 10.0 g each). The remainder of the soil sample is stored in a sealed container, at a temperature not exceeding 8 ° C, for a period of not more than a month, in a dark place.
Одну подготовленную навеску воздушно-сухой пробы почвы помещают в стеклянную колбу (емкость) с притертой пробкой, заливают в колбу гексан и выдерживают в течение времени не менее 20 часов при температуре окружающей атмосферы, приведенной к нормальным условиям, то есть при 20±10°С.One prepared sample of an air-dry soil sample is placed in a glass flask (container) with a ground stopper, poured into a hexane flask and kept for at least 20 hours at ambient temperature brought to normal conditions, i.e. at 20 ± 10 ° С .
Количество заливаемого в емкость гексана в отношении к количеству находящегося в навеске пробы почвы БП должно быть не менее чем в пять раз больше этого отношения в насыщенном до равновесной концентрации растворе БП в гексане, чтобы обеспечить уменьшенную погрешность определения БП в пробе почвы. Ориентировочное количество находящегося в пробе почвы БП берут из имеющихся в документации данных или приравнивают его к количеству, имеющемуся на соседних участках.The amount of hexane poured into the tank in relation to the amount of BP in the soil sample should be no less than five times this ratio in a solution of BP in hexane saturated to an equilibrium concentration to provide a reduced error in the determination of BP in the soil sample. The approximate amount of BP in the soil sample is taken from the data available in the documentation or equated to the amount available in neighboring areas.
Техническая сущность приведенного выше условия по относительному количеству гексана объясняется тем, что экстрагирование гексаном имеющегося в навеске почвы БП будет происходить тем эффективнее и полнее, чем в экстрагирующем гексане будет меньше содержаться БП.The technical essence of the above condition on the relative amount of hexane is explained by the fact that the extraction of hexane by the BP present in the sample of soil will be more efficient and complete as the BP will be less contained in the extracting hexane.
Следует особо отметить, что выполнение предложенного условия экстрагирования БП из различных проб почв, содержащих различное количество БП, обеспечивает одинаковую погрешность конечного результата - определения массовой концентрации БП во всех исследуемых пробах почв, что важно не только для определения действительной массовой концентрации БП в почвах и ее сравнения с ПДК, но и для сравнительной оценки по массовой концентрации БП почв других участков.It should be especially noted that the fulfillment of the proposed condition for extracting BP from various soil samples containing different amounts of BP provides the same error in the final result — determination of the mass concentration of BP in all studied soil samples, which is important not only for determining the actual mass concentration of BP in soils and its comparison with MPC, but also for a comparative assessment of the mass concentration of BP of soils in other areas.
Если в какой-нибудь пробе почвы вышеизложенной технологией будет определена достаточно большая массовая концентрация БП, например близкая к ПДК (то есть окажутся не соблюденными вышеуказанные условия количественного соотношения БП и гексана из-за неправильно принятой величины ожидаемого количества БП в почве), то для этой конкретной пробы почвы проводят дополнительное лабораторное исследование второй навески с применением для экстрагирования БП повышенного количества гексана (например, количеством гексана, не менее чем в два раза превышающим его количество при лабораторном исследовании первой навески), или с применением уменьшенного количества исследуемой почвы в навеске (например, с навеской пробы почвы, масса или объем которой не менее чем в два раза меньше массы или объема первой навески).If in any soil sample the above technology determines a sufficiently large mass concentration of BP, for example, close to the MPC (that is, the above conditions for the quantitative ratio of BP and hexane are not met due to an incorrectly accepted value of the expected amount of BP in the soil), then for this a specific soil sample, an additional laboratory study of the second sample is carried out using an increased amount of hexane (for example, the amount of hexane, not less than twice Witzlaus its amount at a laboratory study of the first sample) or with a reduced amount of the investigated soil hitch (for example, lifting the soil sample, the mass or volume which is not less than half the weight or volume of the first sample).
Для исключения таких возможных повторных лабораторных исследований навесок проб почвы можно брать заведомо большое одинаковое количество гексана для экстрагирования БП из всех первых навесок проб почвы с разным количеством массовой концентрации БП (например, в несколько десятков раз больше вышеуказанного соотношения). Это даст уменьшение погрешности определения массовой концентрации БП до приемлемого уровня в большом диапазоне разброса содержания БП в пробах почв, но приведет к усложнению приготовления концентрата экстракта БП (к увеличению времени выпаривания большого количества гексана из экстрактов БП).To exclude such possible repeated laboratory studies of soil samples, it is possible to take a known large identical amount of hexane to extract BP from all the first samples of soil samples with different amounts of mass concentration of BP (for example, several tens of times more than the above ratio). This will reduce the error in determining the mass concentration of BP to an acceptable level in a wide range of variation in the content of BP in soil samples, but will complicate the preparation of a concentrate of BP extract (to increase the time of evaporation of a large amount of hexane from BP extracts).
При определении массовой концентрации БП в большом количестве проб почвы с фоновым, то есть незначительным загрязнением, целесообразно экстрагировать БП из навески пробы почвы объемом гексана, не менее чем в три раза превышающим объем исследуемой навески пробы почвы, что обеспечивает требуемую полноту экстрагирования БП из навески почвы и требуемую погрешность.When determining the mass concentration of BP in a large number of soil samples with background, that is, slight pollution, it is advisable to extract BP from a sample of soil sample with a hexane volume not less than three times the volume of the sample sample to be examined, which ensures the required completeness of extracting PS from a sample of soil and the required error.
Полученную смесь гексана с навеской из пробы почвы выдерживают в колбе при температуре окружающей среды, приведенной к нормальным условиям (+20±10°С) в течение времени не менее 20 часов, за которое из навески экстрагируется в гексан практически весь имеющийся в почве БП.The resulting mixture of hexane with a weighed sample from a soil sample is kept in a flask at an ambient temperature reduced to normal conditions (+ 20 ± 10 ° С) for a period of at least 20 hours, during which almost all BP available in the soil is extracted from a sample in hexane.
Для улучшения экстрагирования БП из навески пробы почвы и для сокращения времени экстрагирования БП на емкость со смесью почвы с гексаном воздействуют звуком (колебаниями атмосферного воздуха) мощностью не менее 50 дБ. Для этого рядом с емкостью помещают источник звука, например излучающий звук динамик, и звуковое экстрагирование производят в течение времени не менее 0,5 часа.To improve the extraction of BP from a sample of soil samples and to reduce the time of extraction of BP, a container with a mixture of soil with hexane is exposed to sound (vibrations of atmospheric air) with a power of at least 50 dB. To do this, a sound source, for example a speaker emitting a sound, is placed next to the container, and sound extraction is performed for at least 0.5 hours.
Для улучшения экстрагирования БП из навески пробы почвы и для сокращения времени экстрагирования БП емкость со смесью почвы и гексана перемещают в вертикальной и/или в горизонтальной плоскости с частотой 0,1-10,0 Гц и с амплитудой 0,5-5,0 мм. Для этого емкость устанавливают на вибрационном столе, и вибрационное экстрагирование проводят в течение времени не менее часа.To improve the extraction of BP from a sample of soil samples and to reduce the time of extraction of BP, a container with a mixture of soil and hexane is moved in a vertical and / or horizontal plane with a frequency of 0.1-10.0 Hz and with an amplitude of 0.5-5.0 mm . To do this, the container is installed on a vibration table, and vibration extraction is carried out for at least an hour.
Возможно совмещение звукового и вибрационного экстрагирования БП.Perhaps a combination of sound and vibration extraction PSU.
После экстрагирования полученный экстракт БП сливают (переносят пипеткой) из емкости в бюкс. Для уменьшения ошибки определения массовой концентрации БП в пробе почвы, емкость, в которой экстрагировали БП, и навеску пробы почвы, из которой экстрагировали БП, после слива из них полученного экстракта БП не менее трех раз промывают гексаном, объемное количество которого не менее чем в три раза больше объема исследуемой навески пробы почвы. Промывающий гексан добавляют в слитый экстракт БП.After extraction, the resulting BP extract is poured (pipetted) from the container into the bottle. To reduce the error in determining the mass concentration of BP in the soil sample, the capacity in which the BP was extracted and the sample of the soil from which the BP was extracted, after draining the BP extract obtained from them, is washed with hexane at least three times, the volume of which is no less than three times the volume of the studied sample of soil samples. Washing hexane is added to the BP fusion extract.
При экстрагировании БП в гексан из навески пробы почвы кроме БП переходят (экстрагируются) вещества другой природы, которые мешают определению массовой концентрации БП в экстракте. Для исключения этого влияния экстракт очищают от примесей с помощью хроматографии в тонком слое оксида алюминия.When BP is extracted into hexane from a sample of the soil sample, in addition to BP, substances of a different nature pass (are extracted), which interfere with the determination of the mass concentration of BP in the extract. To eliminate this effect, the extract is purified from impurities by chromatography in a thin layer of alumina.
Для этого концентрируют экстракт (упаривают в бюксе естественным путем с помощью вентилятора досуха), после упаривания приливают в бюкс 1,0 см3 гексана и наносят микропипеткой 0,5 см3 полученной смеси и 0,5 см3 каждого эталонного раствора БП на хроматографическую пластинку. Хроматогра-фическое разделение веществ (очистку экстракта) производят в среде: петро-лейный эфир - диэтиловый эфир (40:1). При УФ-облучении на хромато графической пластинке проявляются три зоны с различным цветом флуоресценции (отсчет от линии старта): светло-зеленый (1-ая зона); фиолетовый (2-ая зона); голубой (3-я зона).To do this, concentrate the extract (evaporate in the bottle by natural means with a fan to dryness), after evaporation, add 1.0 cm 3 of hexane to the bottle and apply 0.5 cm 3 of the resulting mixture and 0.5 cm 3 of each BP standard solution on a chromatographic plate using a micropipette . Chromatographic separation of substances (purification of the extract) is carried out in the medium: petroleum ether - diethyl ether (40: 1). Under UV irradiation, three zones with different fluorescence colors (counting from the start line) appear on the chromatographic plate: light green (1st zone); purple (2nd zone); blue (3rd zone).
Фиолетовое свечение 2-й зоны свидетельствует о наличии в смеси БП. С помощью шпателя с этой зоны смесь оксида алюминия с БП переносят в бюкс и производят из него гексаном экстракцию БП. Экстракцию проводят гексаном, трижды порциями по 3 мл (в сумме в бюкс заливают 9 мл гексана, три раза пипеткой по 3 мл). Полученный экстракт БП фильтруют через бумажный фильтр “синяя лента” в бюкс, упаривают естественным путем до “мокрых солей”, добавляют в него 0,5 см3 гексана и полученный концентрат экстракта БП переносят в пробирки с притертыми пробками и проводят его хроматографирование, то есть определение массовой концентрации БП в исследуемой пробе почвы (в очищенном концентрате экстракта БП).The violet glow of the 2nd zone indicates the presence of BP in the mixture. Using a spatula from this zone, the mixture of alumina with BP is transferred to the box and BP is extracted from it with hexane. The extraction is carried out with hexane, three times in 3 ml portions (in total 9 ml of hexane are poured into the bottle, three times with a 3 ml pipette). The obtained BP extract is filtered through a “blue ribbon” paper filter into a bottle, evaporated naturally to “wet salts”, 0.5 cm 3 of hexane is added to it and the obtained BP extract concentrate is transferred to tubes with ground stoppers and chromatographed, that is determination of mass concentration of BP in the studied soil sample (in a purified concentrate of BP extract).
Условия хроматографирования полученного очищенного концентрата экстракта БП выбирают в зависимости от вида применяемого жидкостного хроматографа и хроматографической колонки. В качестве примера могут быть приведены следующие условия хроматографического определения массовой концентрации БП в очищенном концентрате его экстракта:The chromatographic conditions of the obtained purified BP extract concentrate are selected depending on the type of liquid chromatograph and chromatographic column used. As an example, the following chromatographic conditions for determining the mass concentration of BP in a purified concentrate of its extract can be given:
- жидкостный хроматограф “Милихром” с флуоресцентным детектором;- liquid chromatograph "Milichrom" with a fluorescent detector;
- колонка “Диасорб-БП”, зернением 6 мкм, длиной 80 мм, ⌀2 мм;- column “Diasorb-BP”, with a grain size of 6 microns, a length of 80 mm, ⌀2 mm;
- флуориметрический детектор с длиной волны возбуждающего света 295 нм, эмиссионным фильтром 418-430 нм;- fluorimetric detector with a wavelength of exciting light 295 nm, an emission filter 418-430 nm;
- подвижная фаза - ацетонитрил и вода в объемном соотношении 8: 2;- mobile phase - acetonitrile and water in a volume ratio of 8: 2;
- скорость элюирования (концентрирования) 100 мкм/мин,- the rate of elution (concentration) of 100 μm / min,
- объем вводимой пробы 10 мкл.- the volume of the injected sample 10 μl.
Чувствительность усиления подбирают таким образом, чтобы интенсивность сигнала БП не превысила 95% шкалы.The gain sensitivity is selected so that the intensity of the PSU signal does not exceed 95% of the scale.
При воздействии на исследуемый очищенный концентрат экстракта БП из навески пробы почвы и на эталонные растворы БП возбуждающего света регистрируют на хроматографе пики флуоресценции БП.When exposed to the studied purified concentrate of BP extract from a sample of soil samples and to reference solutions of BP of exciting light, peaks of BP fluorescence are recorded on a chromatograph.
Идентификацию хроматографических пиков флуоресценции БП на хро-матограммах проводят “методом добавок”. Для этого смешивают в микрошприце исследуемый концентрат экстракта БП и эталонный раствор БП, облучают их возбуждающим светом, не менее чем дважды записывают хроматограммы растворов БП от возбуждающего света (для исключения возможных искажений и сбоев при записи). Сопоставляя затем записанные хроматограммы находят пики, относящиеся к определяемому БП.The chromatographic peaks of BP fluorescence in the chromatograms are identified using the “additive method”. To do this, the studied BP extract concentrate and the BP reference solution are mixed in a microsyringe, irradiated with exciting light, and the chromatograms of BP solutions from exciting light are recorded at least twice (to exclude possible distortions and recording failures). Comparing then the recorded chromatograms find the peaks related to the determined BP.
Объем и концентрацию эталонных растворов БП выбирают такими, чтобы пик БП был хорошо заметен на хроматограммах (был в 1,5-2,0 раза больше других пиков), но чтобы он не маскировал близлежащие пики.The volume and concentration of BP reference solutions are chosen such that the peak of BP is clearly visible on the chromatograms (it is 1.5-2.0 times larger than other peaks), but so that it does not mask nearby peaks.
Для повышения точности определения массовой концентрации БП в пробе почвы производят одновременное, по одинаковой технологии, отдельное экстрагирование БП из двух одинаковых навесок одной пробы почвы, по одинаковой технологии отдельно очищают экстракт БП каждой навески от примесей, отдельно определяют хроматографированием массовую концентрацию БП в каждой навеске пробе почвы, при необходимости отдельно уточняют ее расчетом по специальной формуле.To increase the accuracy of determining the mass concentration of BP in a soil sample, BP is simultaneously extracted separately from two identical weights of one soil sample, the extract of BP for each sample is separately purified from the impurities by the same technology, and the mass concentration of BP in each sample is determined by chromatography soil, if necessary, separately specify it by calculation according to a special formula.
При большом разбросе величин массовой концентрации БП в этих двух навесках (например, более 10%), выясняют причины этого большого разброса, устраняют их и проводят дополнительное лабораторное исследование третьей навески из этой пробы почвы или повторяют лабораторные исследования на двух новых навесках из этой пробы почвы.If there is a large variation in the mass concentration of BP in these two samples (for example, more than 10%), find out the causes of this large variation, eliminate them and conduct an additional laboratory study of the third sample from this soil sample or repeat laboratory tests on two new samples from this soil sample .
Для упрощения технологии проведения работ при определении массовой концентрации БП в большом количестве проб почвы с фоновым, то есть с незначительным загрязнением, БП экстрагируют из всех навесок проб почвы объемом гексана, не менее чем в три раза превышающим объем каждой исследуемой навески пробы почвы.To simplify the technology of work when determining the mass concentration of BP in a large number of soil samples with background, that is, with little pollution, BPs are extracted from all samples of soil samples with a hexane volume not less than three times the volume of each sample of the soil sample.
Для уменьшения ошибки массовую концентрацию БП в каждой исследуемой пробе почвы определяют как среднеарифметическое значение мало разнящихся (менее 10%) результатов двух вышеуказанных автономных лабораторных исследований двух автономных навесок из этой пробы, проведенных при одинаковых условиях (с учетом действующих нормативов контроля точности измерений и воспроизводимости) и рассчитанных по одной формуле.To reduce the error, the mass concentration of BP in each studied soil sample is determined as the arithmetic mean of the slightly differing (less than 10%) results of the two above-mentioned stand-alone laboratory tests of two stand-alone hangings from this sample, carried out under the same conditions (taking into account the current standards for monitoring measurement accuracy and reproducibility) and calculated according to one formula.
Массовую концентрацию БП в пробе почвы, определенную идентификацией хроматографических пиков флуоресценции БП на хроматограммах концентрата экстракта БП в каждой из двух навесок пробы почвы и эталонных растворов БП во время действия на них возбуждающего света, рассчитывают (уточняют) по формуле прототипа, или по следующей формуле:The mass concentration of BP in the soil sample, determined by the identification of chromatographic peaks of BP fluorescence on the chromatograms of the concentrate of the BP extract in each of two samples of the soil sample and BP standard solutions during the action of exciting light on them, is calculated (specified) by the prototype formula, or by the following formula:
где С - рассчитанная (уточненная) массовая концентрация БП в пробе почвы, мкг/см3;where C is the calculated (specified) mass concentration of BP in the soil sample, μg / cm 3 ;
Со - массовая концентрация БП в концентрате экстракта, определенная идентификацией хроматографических пиков флуоресценции БП на хроматограммах концентрата экстракта БП и эталонных растворов БП в гексане во время действия на них возбуждающего света, мкг/см3;With about the mass concentration of BP in the concentrate of the extract, determined by the identification of chromatographic peaks of fluorescence of BP in the chromatograms of the concentrate of the extract of BP and the standard solutions of BP in hexane during exposure to exciting light, μg / cm 3 ;
Сн - массовая концентрация БП в насыщенном гексановом растворе, мкг/см3;With n - mass concentration of BP in a saturated hexane solution, µg / cm 3 ;
No - отношение объемного количества гексана в экстракте к массовому количеству экстрагированного БП;N o - the ratio of the volumetric amount of hexane in the extract to the mass amount of extracted BP;
Nн - отношение объемного количества гексана в насыщенном растворе к массовому количеству растворенного в нем БП.N n - the ratio of the volumetric amount of hexane in a saturated solution to the mass amount of BP dissolved in it.
В таблице приведены экспериментальные данные массовой концентрации БП в 60 пробах почв, определенной предложенным способом в лаборатории Федерального государственного учреждения “Центр Госсанэпиднадзора в Воронежской области”.The table shows the experimental data on the mass concentration of BP in 60 soil samples determined by the proposed method in the laboratory of the Federal State Institution “Center for Sanitary Inspection in the Voronezh Region”.
В связи с тем, что известный способ (прототип) трудоемок, требует специальной аппаратуры и дополнительного рабочего тела (жидкого азота), сравнительное определение массовой концентрации БП в этих пробах почвы по известному способу не проводилось.Due to the fact that the known method (prototype) is laborious, requires special equipment and additional working fluid (liquid nitrogen), a comparative determination of the mass concentration of BP in these soil samples by the known method was not carried out.
Предложенный способ может быть использован при выполнении работ по земельному кадастру, мониторингу земель и объектов, контролю и управлению земельными ресурсами и имуществу, землеустройству, при определении массовой концентрации БП и других токсикантов в почве и в других веществах.The proposed method can be used when performing work on the land cadastre, monitoring of land and objects, monitoring and managing land resources and property, land management, when determining the mass concentration of BP and other toxicants in the soil and in other substances.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003119185/15A RU2236916C1 (en) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | Method of determining weight concentration of benzo-a-pyrene in soil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003119185/15A RU2236916C1 (en) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | Method of determining weight concentration of benzo-a-pyrene in soil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2236916C1 true RU2236916C1 (en) | 2004-09-27 |
RU2003119185A RU2003119185A (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=33434024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003119185/15A RU2236916C1 (en) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | Method of determining weight concentration of benzo-a-pyrene in soil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2236916C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102072893A (en) * | 2010-12-16 | 2011-05-25 | 厦门大学 | Fluorescent detection method of benzo (a) pyrene in edible oil |
RU2473077C1 (en) * | 2011-08-15 | 2013-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Method of determining content of benz(a)pyrene in technical carbon |
CN104826863A (en) * | 2015-05-22 | 2015-08-12 | 东北林业大学 | Method for removing benzo-a-pyrene in soil by utilizing ultrasonic waves and surfactant |
CN111060486A (en) * | 2020-01-03 | 2020-04-24 | 四川中衡检测技术有限公司 | Method for measuring benzopyrene in atmospheric floating dust |
-
2003
- 2003-06-30 RU RU2003119185/15A patent/RU2236916C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Методические указания. Определение массовой доли и массовой концентрации бенз(а)пирена в пробах воздуха, почвы, воды и донных отложений. Методика выполнения измерений методом квазилинейчатых спектров флуоресценции. РД 52.18, НПО "Тайфун", 2000г. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102072893A (en) * | 2010-12-16 | 2011-05-25 | 厦门大学 | Fluorescent detection method of benzo (a) pyrene in edible oil |
CN102072893B (en) * | 2010-12-16 | 2012-05-23 | 厦门大学 | Fluorescent detection method of benzo (a) pyrene in edible oil |
RU2473077C1 (en) * | 2011-08-15 | 2013-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Method of determining content of benz(a)pyrene in technical carbon |
CN104826863A (en) * | 2015-05-22 | 2015-08-12 | 东北林业大学 | Method for removing benzo-a-pyrene in soil by utilizing ultrasonic waves and surfactant |
CN111060486A (en) * | 2020-01-03 | 2020-04-24 | 四川中衡检测技术有限公司 | Method for measuring benzopyrene in atmospheric floating dust |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sulong et al. | Source apportionment and health risk assessment among specific age groups during haze and non-haze episodes in Kuala Lumpur, Malaysia | |
Kumke et al. | Fluorescence spectroscopy of polynuclear aromatic compounds in environmental monitoring | |
Ötvös et al. | Atmospheric deposition of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in mosses (Hypnum cupressiforme) in Hungary | |
Herrmann | Transport of polycyclic aromatic hydrocarbons through a partly urbanized river basin | |
Yang et al. | Comparison of two methods for the determination of water-soluble organic carbon in atmospheric particles | |
Perrette et al. | Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in stalagmites: Occurrence and use for analyzing past environments | |
Li et al. | Correcting micro-aethalometer absorption measurements for brown carbon aerosol | |
RU2236916C1 (en) | Method of determining weight concentration of benzo-a-pyrene in soil | |
US6117682A (en) | Method for detecting hydrocarbons in water | |
Chantara et al. | Spatial and temporal variations of ambient PM 10-bound polycyclic aromatic hydrocarbons in Chiang Mai and Lamphun Provinces, Thailand | |
JP2005164402A (en) | Multi-faceted analysis method for oil content in soil | |
Wang et al. | Preparation of airborne particulate standards on PTFE-membrane filter for laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry | |
Forbes et al. | Investigations into a novel method for atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbon monitoring | |
Viras et al. | Polycyclic aromatic hydrocarbons and mutagens in ambient air particles sampled in Thessaloniki, Greece | |
Löhmannsröben et al. | In situ laser-induced fluorescence (LIF) analysis of petroleum product-contaminated soil samples | |
Owen et al. | Screening for PAHs by fluorescence spectroscopy: A comparison of calibrations | |
Desilets et al. | Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in biomass gasifier effluents with liquid chromatography/diode array spectroscopy | |
CN108020533A (en) | Live body quantitative analysis method in situ based on the Fluorimetric Quenching Method of graphene quantum dot to plant roots table absorption polycyclic heteroaryl aromatic hydrocarbon | |
Chian et al. | Distillation/headspace/gas chromatographic analysis for volatile polar organics at ppb level | |
AT503665A4 (en) | Determination of the concentration of hydrocarbons in samples e.g. water, comprises extracting the hydrocarbons from the sample with a solvent, and quantitatively measuring the hydrocarbons by infrared or near-infrared absorption | |
Dale et al. | Direct analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons in cloud-water aerosol filtrates using laser desorption mass spectrometry | |
JPH1038878A (en) | Quantitative testing method of peripheral oil kind in light oil | |
RU2208781C1 (en) | Procedure of location of zone of technology-caused chemical contamination ( variants ) | |
Lin et al. | Gas chromatographic analysis of organic marker compounds in fine particulate matter using solid-phase microextraction | |
Shi et al. | Wintertime characteristics of water-soluble organic carbon in PM2. 5 during haze and non-haze days in Jinan in the North China Plain |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060701 |