RU2485109C1 - Method of extracting 3,4-benz(a)pyrene from soil, bottom deposits and waste water sludge - Google Patents

Method of extracting 3,4-benz(a)pyrene from soil, bottom deposits and waste water sludge Download PDF

Info

Publication number
RU2485109C1
RU2485109C1 RU2012104969/04A RU2012104969A RU2485109C1 RU 2485109 C1 RU2485109 C1 RU 2485109C1 RU 2012104969/04 A RU2012104969/04 A RU 2012104969/04A RU 2012104969 A RU2012104969 A RU 2012104969A RU 2485109 C1 RU2485109 C1 RU 2485109C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pyrene
benz
solution
extraction
temperature
Prior art date
Application number
RU2012104969/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Ильич Колесников
Светлана Николаевна Сушкова
Татьяна Михайловна Минкина
Саглара Сергеевна Манджиева
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
Priority to RU2012104969/04A priority Critical patent/RU2485109C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2485109C1 publication Critical patent/RU2485109C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of extracting 3,4-benz(a)pyrene, having high toxicity and carcinogenic properties, from soil, bottom deposits and waste water sludge. The method involves mixing the analysed sample in powder form with a liquid extractant in a given volume ratio, heating the obtained mixture with thermal ageing which allows the transfer of 3,4-benz(a)pyrene into the solution, filtering the solution by decantation, adding an extractant of corresponding polarity to the analysed compound, followed by evaporation of the solution to a dry substrate and determining the amount of 3,4-benz(a)pyrene by liquid chromatography. The liquid extractant used is distilled water. Heating and thermal ageing of the obtained mixture are carried out in a sealed reactor and once the 3,4-benz(a)pyrene is transferred into the solution, the reactor is cooled to room temperature.
EFFECT: using a simple technology, the method enables to cut the duration and number of steps of extraction and increases the output of the extracted 3,4-benz(a)pyrene.
5 cl, 5 ex, 2 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к физико-химическим процессам, происходящим в трубчатых реакторах в присутствии жидкости и твердых частиц, и может быть использовано при экологическом мониторинге состояния почв, донных отложений и осадков сточных вод, загрязненных 3,4-бенз(а)пиреном, для определения масштабов загрязнений и принятия мер по их ликвидации.The invention relates to physicochemical processes occurring in tubular reactors in the presence of liquid and solid particles, and can be used in environmental monitoring of soil conditions, bottom sediments and sewage sludge contaminated with 3,4-benz (a) pyrene to determine the extent pollution and taking measures to eliminate them.

Среди веществ-экотоксикантов полиароматические соединения (ПАУ) занимают первое место по урону, наносимому окружающей среде [1]. Основными источниками эмиссии техногенных ПАУ в окружающую природную среду являются предприятия энергетического комплекса, автомобильный транспорт, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. В основе практически всех техногенных источников ПАУ лежат термические процессы, связанные со сжиганием и переработкой органического сырья: нефтепродуктов, угля, древесины, мусора, пищи, табака и др. На первом месте по негативному воздействию на окружающую среду и здоровье человека находится 3,4-бенз(а)пирен в связи с его высокой токсичностью и канцерогенными свойствами.Among ecotoxicant substances, polyaromatic compounds (PAHs) take first place in terms of damage to the environment [1]. The main sources of the emission of technogenic PAHs into the environment are the enterprises of the energy sector, automobile transport, the chemical and oil refining industries. Almost all technogenic sources of PAHs are based on thermal processes associated with the burning and processing of organic raw materials: petroleum products, coal, wood, garbage, food, tobacco, etc. The first place in terms of negative impact on the environment and human health is 3.4- benzo (a) pyrene due to its high toxicity and carcinogenic properties.

3,4-бенз(а)пирен имеет общую структурную химическую формулу3,4-benz (a) pyrene has the general structural chemical formula

Figure 00000001
Figure 00000001

и является представителем класса полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) - органических соединений, для которых характерно наличие в химической структуре трех и более конденсированных бензольных колец. Температура плавления и кипения 3,4-бенз(а)пирена составляет 177°С и 456°С соответственно [1]. Данное соединение обладает токсичными, канцерогенными и мутагенными свойствами. Его содержание составляет порядка 80% от общего количества ПАУ в загрязненных почвах. Установлено, что 3,4-бенз(а)пирен является индикатором присутствия всего перечня ПАУ [2], поэтому его наличие является основным показателем уровня экологического загрязнения ПАУ. Источники поступления 3,4-бенз(а)пирена могут быть вызваны естественными биохимическими и метаболическими процессами в почвах, при этом его количество не превышает предельно допустимой концентрации (ПДК), которая подлежит обязательному контролю и составляет для почвы - 20 нг/г [3].and is a representative of the class of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) - organic compounds, which are characterized by the presence in the chemical structure of three or more condensed benzene rings. The melting and boiling points of 3,4-benz (a) pyrene are 177 ° С and 456 ° С, respectively [1]. This compound has toxic, carcinogenic and mutagenic properties. Its content is about 80% of the total amount of PAHs in contaminated soils. It was established that 3,4-benz (a) pyrene is an indicator of the presence of the entire list of PAHs [2], therefore, its presence is the main indicator of the level of environmental pollution of PAHs. Sources of 3,4-benz (a) pyrene can be caused by natural biochemical and metabolic processes in soils, while its amount does not exceed the maximum permissible concentration (MPC), which is subject to mandatory control and amounts to 20 ng / g for soil [3 ].

Способы извлечения ПАУ, в частности, 3,4-бенз(а)пирена из почв основаны на использовании органических растворителей, переконцентрировании и термической обработке исследуемых образцов.Methods for the extraction of PAHs, in particular, 3,4-benz (a) pyrene from soils, are based on the use of organic solvents, re-concentration and heat treatment of the samples under study.

Исследования извлечения ПАУ из почв различными органическими растворителями (метилен, ацетон, смеси ацетона с гексаном) показали, что наиболее эффективна экстракция ПАУ ацетоном в течение 20 мин при температуре 120°С [4]. Для этих же целей можно использовать один метиленхлорид [5], 2-метоксиэтанол [6], или смесь гексана, метиленхлорида и метанола [7]. В первом случае [5] дихлорметаноловый экстракт труднолетучих органических соединений разделяли на колонке с силикагелем на фракцию полярных веществ и фракцию, содержащую нитроарены, углеводороды и карбазолы. ПАУ элюировались бензолом.Studies of the extraction of PAHs from soils by various organic solvents (methylene, acetone, mixtures of acetone with hexane) showed that the extraction of PAHs with acetone for 20 min at a temperature of 120 ° C is most effective [4]. For the same purposes, one can use methylene chloride [5], 2-methoxyethanol [6], or a mixture of hexane, methylene chloride and methanol [7]. In the first case [5], the dichloromethanol extract of hardly volatile organic compounds was separated on a silica gel column into a fraction of polar substances and a fraction containing nitroarenes, hydrocarbons, and carbazoles. PAHs were eluted with benzene.

В другом известном способе в качестве экстрагента для ПАУ использован спирт [8], при этом к 25 мг почвы добавляют 25 мл 2-метоксиэтанола, смесь помещают на роторный встряхиватель и перемешивают в течение 15 мин. Полученный экстракт после фильтрования разделяют на делительной воронке с силикагелем и элюируют пентаном для последующего определения методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).In another known method, alcohol was used as an extractant for PAHs [8], while 25 ml of 2-methoxyethanol was added to 25 mg of soil, the mixture was placed on a rotary shaker and stirred for 15 minutes. After filtration, the obtained extract was separated on a separatory funnel with silica gel and eluted with pentane for subsequent determination by high performance liquid chromatography (HPLC).

Известны способы экстракции ПАУ из почвы при помощи ацетона в аппарате Сокслета [9]. Доля извлечения вещества в данных условиях незначительна и равна 40% от общего содержания ПАУ в почве, полученного гексановой вытяжкой. По другому аналогичному способу [10] ПАУ экстрагируют ацетоном и очищают на колонке из нержавеющей стали с хромосфером. Анализируемые соединения элюируют из колонки в течение 2 мин смесью метанола и воды 40:60 с расходом растворителя 0,5 мл/мин, и далее полученный экстракт хроматографируется методом ВЭЖХ.Known methods for the extraction of PAHs from the soil using acetone in the Soxhlet apparatus [9]. The share of extraction of the substance under these conditions is insignificant and is equal to 40% of the total PAH content in the soil obtained by hexane extract. In another similar method [10], PAHs are extracted with acetone and purified on a stainless steel column with a chromosphere. The analyzed compounds are eluted from the column for 2 min with a 40:60 mixture of methanol and water with a solvent flow rate of 0.5 ml / min, and then the obtained extract is chromatographed by HPLC.

Описанные выше способы характеризуются невысокой степенью извлечения ПАУ, трудоемкостью и требуют использование органических растворителей в объеме порядка 200-400 мл на одну пробу.The methods described above are characterized by a low degree of PAH extraction, laboriousness and require the use of organic solvents in a volume of about 200-400 ml per sample.

Более эффективным является способ извлечения полициклических ароматических углеводородов из твердых проб (RU 2018110 МПК 9 G01N 21/25; 1994-08-15) [11], согласно которому измельченную навеску пробы заливают бензолом до образования зеркала, настаивают в затемненном месте 18 часов, воздействуют ультразвуком с частотой колебаний 18,1 кГц троекратно по 15 мин, экстракт сливают и пробу снова заливают бензолом, обрабатывают ультразвуком 15 мин, повторяют экстракцию бензолом и обработку ультразвуком как во второй раз и упаривают объединенные экстракты до объема 1,0-1,5 мл в затемненном вытяжном шкафу при комнатной температуре. Из описания к патенту следует, что полнота извлечения ПАУ составляет 100%, что практически недостижимо, так как 3,4-бенз(а)пирен в течение двух суток обработки быстро деструктирует. Расход бензола при этом составляет до 200 мл бензола на 1 образец. Процесс является трудоемким и дорогим, так как требуется закупка и утилизация токсичного растворителя.A more efficient method is the extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from solid samples (RU 2018110 IPC 9 G01N 21/25; 1994-08-15) [11], according to which the crushed sample is poured with benzene to form a mirror, insisted in a dark place for 18 hours, sonication with an oscillation frequency of 18.1 kHz three times for 15 min, the extract is drained and the sample is again filled with benzene, sonicated for 15 minutes, the extraction with benzene and sonication are repeated as for the second time and the combined extracts are evaporated to a volume of 1.0 -1.5 ml in a darkened fume hood at room temperature. From the description of the patent it follows that the completeness of the extraction of PAHs is 100%, which is practically unattainable, since 3,4-benz (a) pyrene quickly degrades within two days of processing. The benzene consumption in this case is up to 200 ml of benzene per 1 sample. The process is time consuming and expensive, since the purchase and disposal of toxic solvent is required.

Для извлечения 3,4-бенз(а)пирена из почв, донных отложений и осадков сточных вод в настоящее время чаще всего используют метод омыления, заключающийся в гидролизе органических соединений, с применением ультразвуковой бани, экстракции гексаном, очистке методом твердофазной экстракции и ВЭЖХ анализе, принимаемый за прототип настоящего изобретения [4]. Процент выхода 3,4-бенз(а)пирена является максимальным и составляет 68±2,5% от общего содержания 3,4-бенз(а)пирена в почве при сокращения времени извлечения до 11 часов вместо 18-48 часов в других аналогах.To extract 3,4-benz (a) pyrene from soils, bottom sediments, and sewage sludge, the most commonly used saponification method is hydrolysis of organic compounds using an ultrasonic bath, hexane extraction, purification by solid-phase extraction and HPLC analysis taken as a prototype of the present invention [4]. The yield percentage of 3,4-benz (a) pyrene is maximum and amounts to 68 ± 2.5% of the total content of 3,4-benz (a) pyrene in the soil with a reduction in extraction time to 11 hours instead of 18-48 hours in other analogues .

Способ-прототип включает следующие пять операций:The prototype method includes the following five operations:

- смешивание исследуемого образца почвы в виде порошка с жидким экстрагентом в заданном объемном соотношении;- mixing the test soil sample in the form of a powder with a liquid extractant in a predetermined volume ratio;

- нагревание полученной смеси с температурной выдержкой, обеспечивающей переход 3,4-бенз(а)пирена в раствор;- heating the resulting mixture with temperature exposure, ensuring the transition of 3,4-benz (a) pyrene into the solution;

- фильтрацию раствора методом декантации;- filtering the solution by decantation;

- добавление соответствующего по полярности экстрагента к анализируемому соединению с последующим упариванием раствора до сухого субстрата;- adding the appropriate polarity extractant to the test compound, followed by evaporation of the solution to a dry substrate;

- определение количества 3,4-бенз(а)пирена методом жидкостной хроматографии.- determination of the amount of 3,4-benz (a) pyrene by liquid chromatography.

К навеске почвы 2,5-40 г прибавляют в качестве экстрагента, соответствующего по полярности к 3,4-бенз(а)пирену, 40-60 мл раствора КОН в смеси гидроксида натрия и воды в соотношении 10: 1 и раствор внутреннего государственного стандарта 3,4-бенз(а)пирена (ГСО). Смесь нагревают в течение 1 часа на ультразвуковой бане при температуре 65°С, этим обеспечивают преход 3,4-бенз(а)пирена в раствор, оставляют на ночь, еще раз экстрагируют 3,4-бенз(а)пирен из раствора, для чего добавляют 25 мл 2-молярного раствора гидроксида калия, выдерживают еще 1 час на ультразвуковой бане, центрифугируют со скоростью 3000 об/мин, отделяют жидкость над осадком, остаток экстрагируют еще раз 20-40 мл метанола. Затем все предыдущие экстракты сливают в одну колбу и встряхивают в течение 10 минут на ротаторе с гексаном в объеме 50 мл в течение 3 часов.To a sample of soil 2.5-40 g are added, as an extractant, corresponding in polarity to 3,4-benz (a) pyrene, 40-60 ml of a solution of KOH in a mixture of sodium hydroxide and water in a ratio of 10: 1 and a solution of internal state standard 3,4-benz (a) pyrene (GSO). The mixture is heated for 1 hour in an ultrasonic bath at a temperature of 65 ° C, this ensures the transfer of 3,4-benz (a) pyrene into the solution, left overnight, extracted again 3,4-benz (a) pyrene from the solution, what is added 25 ml of a 2 molar solution of potassium hydroxide, incubated for another 1 hour in an ultrasonic bath, centrifuged at a speed of 3000 rpm, the liquid is separated over the precipitate, the residue is extracted again with 20-40 ml of methanol. Then all the previous extracts are poured into one flask and shaken for 10 minutes on a rotator with hexane in a volume of 50 ml for 3 hours.

Затем на пятой стадии гексановый экстракт сушат над безводным сульфатом натрия, добавляют 100 мкл толуола и концентрируют экстракт до объема 200-300 мкл и определяют содержание 3,4-бенз(а)пирена методом ВЭЖХ.Then, in the fifth stage, the hexane extract is dried over anhydrous sodium sulfate, 100 μl of toluene is added and the extract is concentrated to a volume of 200-300 μl and the content of 3,4-benz (a) pyrene is determined by HPLC.

Недостатки способа-прототипа состоят в следующем:The disadvantages of the prototype method are as follows:

1. Использование органических растворителей в количестве до 200 мл на одну пробу ухудшает при утилизации экологическое состояние окружающей среды.1. The use of organic solvents in an amount up to 200 ml per sample worsens the ecological state of the environment during disposal.

2. Многостадийность процесса, представляющая не менее пяти стадий обработки.2. The multi-stage process, representing at least five stages of processing.

3. Длительность обработки составляет 11-48 часов.3. The processing time is 11-48 hours.

4. Используемые растворители - гексан, толуол, гидроксид натрия токсичны при непосредственном контакте человека.4. The solvents used - hexane, toluene, sodium hydroxide are toxic in direct contact with humans.

5. После экстрагирования 3,4-бенз(а)пирен менее чем за сутки частично распадается (быстрая деструкция), что приводит к снижению точности его определения методом ВЭЖХ.5. After extraction of 3,4-benz (a) pyrene partially decomposes in less than a day (rapid destruction), which reduces the accuracy of its determination by HPLC.

6. Недостаточно высокий выход 3,4-бенз(а)пирена, составляющий 68±2,5% от его общего содержания в исследуемом образце.6. Insufficiently high yield of 3,4-benz (a) pyrene, constituting 68 ± 2.5% of its total content in the test sample.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение технологии за счет исключения использования органических растворителей и щелочей на стадии извлечения 3,4-бенз(а)пирена из исследуемого образца, сокращение времени проведения экстракции до 30-40 мин вместо 11-48 часов, и уменьшения числа стадий экстракции до одной стадии вместо пяти, повышение выхода 3,4-бенз(а)пирена до 96% от общего содержания.The technical result of the claimed invention is to simplify the technology by eliminating the use of organic solvents and alkalis at the stage of extraction of 3,4-benz (a) pyrene from the test sample, reducing the extraction time to 30-40 minutes instead of 11-48 hours, and reducing the number of stages extraction to one stage instead of five, increasing the yield of 3,4-benz (a) pyrene to 96% of the total content.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения 3,4-бенз(а)пирена из почв, донных отложений и осадков сточных вод, включающем смешивание исследуемого образца почвы в виде порошка с жидким экстрагентом в заданном объемном соотношении, нагревание полученной смеси с температурной выдержкой, обеспечивающей переход 3,4-бенз(а)пирена в раствор, фильтрацию раствора методом декантации, добавление соответствующего по полярности экстрагента к анализируемому соединению с последующим упариванием раствора до сухого субстрата и определение количества 3,4-бенз(а)пирена методом жидкостной хроматографии.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for extracting 3,4-benz (a) pyrene from soils, bottom sediments and sewage sludge, comprising mixing the test soil sample in the form of a powder with a liquid extractant in a given volume ratio, heating the resulting mixture with temperature exposure, which ensures the transfer of 3,4-benz (a) pyrene into the solution, filtering the solution by decantation, adding the appropriate polarity extractant to the test compound, followed by evaporation of the solution to dry th substrate and determining the amount of 3,4-benzo (a) pyrene by liquid chromatography.

Согласно настоящему изобретению в качестве жидкого экстрагента используют дистиллированную воду, нагревание и температурную выдержку полученной смеси осуществляют в герметичном реакторе, и по окончании перехода 3,4-бенз(а)пирена в раствор реактор охлаждают до комнатной температуры.According to the present invention, distilled water is used as a liquid extractant, heating and temperature exposure of the resulting mixture are carried out in a sealed reactor, and upon completion of the transition of 3,4-benz (a) pyrene to solution, the reactor is cooled to room temperature.

В частном случае выполнения способа:In the particular case of the method:

- объемное соотношение количества исследуемого образца и дистиллированной воды составляет 1:8;- the volume ratio of the amount of the test sample and distilled water is 1: 8;

- нагревание смеси исследуемого образца с дистиллированной водой проводят в диапазоне температур 240-250°С и выдерживают при этой температуре в течение 30-40 мин;- heating the mixture of the test sample with distilled water is carried out in a temperature range of 240-250 ° C and maintained at this temperature for 30-40 minutes;

- объем герметичного реактора составляет 10 см3;- the volume of the sealed reactor is 10 cm 3 ;

- нагревание герметичного реактора проводят в сушильном шкафу.- heating the sealed reactor is carried out in an oven.

При нагревании смеси исследуемого образца с дистиллированной водой в соотношении 1:8 при температуре 230-270°С и времени выдержки 30-40 мин в герметичном реакторе объемом 10 см3 происходит окисление липидной фракции почвы, донных отложений или осадков сточных вод и максимальный переход 3,4-бенз(а)пирена в водный раствор. Это обусловлено тем, что при повышении температуры дистиллированной воды до Ткр.=374°С и давления Р=218 атм, согласно открытию, сделанному академиком В.В.Луниным [13], вода становится уникальным растворителем. Кроме того, в этих условиях вода имеет значение диэлектрической проницаемости ε=34,50 при 200°С [14], сравнимое со значением ε=32,63 для метанола при 25°С, что приводит к практически полному растворению в воде 3,4-бенз(а)пирена из исследуемого образца при заданных температурном и временном режиме. При известности из уровня техники указанных свойств воды не следует априори возможность ее использования в качестве растворителя 3,4-бенз(а)пирена, входящего в состав исследуемого образца. Неочевидным является тот факт, что при нагревании смеси исследуемого образца с дистиллированной водой выше температуры кипения 3,4-бенз(а)пирена, по мнению авторов настоящего изобретения, происходит интенсификация процесса расщепления сложных составляющих компонентов исследуемых образцов почвы, донных отложений и осадков сточных вод, что приводит к увеличению выхода 3,4-бенз(а)пирена.When the mixture of the test sample with distilled water is heated in a ratio of 1: 8 at a temperature of 230-270 ° C and a holding time of 30-40 minutes in a sealed reactor with a volume of 10 cm 3 , the lipid fraction of the soil, bottom sediments or sewage sludge are oxidized and the maximum transition 3 , 4-benz (a) pyrene in an aqueous solution. This is due to the fact that with an increase in the temperature of distilled water to Т cr . = 374 ° С and pressure Р = 218 atm, according to the discovery made by academician V.V. Lunin [13], water becomes a unique solvent. In addition, under these conditions, water has a permittivity ε = 34.50 at 200 ° C [14], comparable with ε = 32.63 for methanol at 25 ° C, which leads to almost complete dissolution in water of 3.4 -benz (a) of pyrene from the test sample at specified temperature and time conditions. Given the fame from the prior art of the indicated properties of water, the possibility of its use as a solvent of 3,4-benz (a) pyrene, which is part of the test sample, should not be a priori. It is not obvious that when the mixture of the test sample with distilled water is heated above the boiling point of 3,4-benz (a) pyrene, according to the authors of the present invention, the process of splitting the complex components of the studied soil samples, bottom sediments and sewage sludge intensifies , which leads to an increase in the yield of 3,4-benz (a) pyrene.

Операции способа поясняются фигурами чертежей.The operation of the method is illustrated by the figures of the drawings.

На фиг.1 приведен схематический чертеж устройства (поперечное сечение), используемого для осуществления способа.Figure 1 shows a schematic drawing of a device (cross section) used to implement the method.

На фиг 2. представлена гистограмма зависимости выхода 3,4-бенз(а)пирена, %, от температуры экстракции, Т°С, для примеров 1-5.Figure 2. presents a histogram of the yield of 3,4-benz (a) pyrene,%, from the temperature of extraction, T ° C, for examples 1-5.

На фиг.3 приведены сравнительные хроматограммы 3,4-бенз(а)пирена в почве, полученные а - способом омыления; б - заявляемым способом.Figure 3 shows comparative chromatograms of 3,4-benz (a) pyrene in the soil, obtained by a - saponification method; b - the claimed method.

В таблице 1 приведена зависимость выхода 3,4-бенз(а)пирена от общего содержания в образце почвы, в %, от температуры экстракции, Т,°С при выдержке 30, 35, 40 мин.Table 1 shows the dependence of the yield of 3,4-benz (a) pyrene on the total content in the soil sample, in%, on the extraction temperature, T, ° С with an exposure time of 30, 35, 40 min.

В таблице 2 приведены сравнительные технические характеристики заявляемого способа, способа-прототипа (Ярощук А.В., Максименко Е.В., Борисенко Н.И. Разработка методики извлечения бенз(а)пирена из почв // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Приложение. - 2003. - №9 - С.44-47) [4] и аналога (RU №2018110 Способ извлечения полициклических ароматических углеводородов из твердых проб) [11].Table 2 shows the comparative technical characteristics of the proposed method, the prototype method (Yaroshchuk A.V., Maksimenko E.V., Borisenko N.I. Development of a method for extracting benz (a) pyrene from soils // News of Universities. North Caucasian region Natural sciences. Appendix. - 2003. - No. 9 - C.44-47) [4] and its analogue (RU No. 2018110 Method for the extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from solid samples) [11].

Способ извлечения 3,4-бенз(а)пирена из почв, донных отложений и осадков сточных вод осуществляется с помощью устройства (фиг.1), которое содержит нагревательный шкаф 1, внутри которого помещают герметичный реактор 2, выполненный в виде специально изготовленной полой цилиндрической камеры из нержавеющей стали, объемом 10 см3, на торцах которой выполнены входное 3 и выходное 4 отверстия, снабженные посредством резьбовых соединений 5, 6 через герметичные прокладки 7, 8 верхней 9 и нижней 10 заглушками. Подготовленный по стандартной методике (ГОСТ 17.4.4.02-84 Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа; Введен 19.12.84.- 9 С.- Группа 019) [14]. Образец почвы, донных отложений или осадков сточных вод 11 в виде порошка с диаметром частиц не более 1 мм загружают в герметичный реактор 2 через входное отверстие 3 и приливают дистиллированную воду 12, в соотношении 1: 8. Закрывают входное отверстие 3 верхней заглушкой 9 и помещают в нагревательный шкаф 1, предварительно нагретый до температуры 240-250°С, и выдерживают при этой температуре 30-40 мин. При данной температуре вода переходит в такое физическое состояние, при котором она приобретает свойства, аналогичные органическому растворителю, и вступает в реакцию с частицами исследуемого образца, что вызывает окисление липидной фракции почвы, донных отложений или осадков сточных вод и максимальный переход 3,4-бенз(а)пирена в водный раствор. Затем удаляют герметичный реактор 2 из нагревательного шкафа 1 и охлаждают до комнатной температуры. Отвинчивают нижнюю заглушку 10 и полученный раствор переносят методом декантации на фильтр в колбу. Для подготовки к жидкостной хроматографии извлекают 3,4-бенз(а)пирен из полученного водного раствора гексаном три раза по 5 мл и упаривают до сухого субстрата, к которому приливают 1 мл ацетонитрила и перемешивают. Определяют количество 3,4-бенз(а)пирена на жидкостном хроматографе Thermo Separation Product, 2000А, US. Содержание бенз(а)пирена в анализируемых образцах рассчитывают по методу внешнего стандарта (абсолютной калибровки) по стандартным растворам различной концентрации [15].The method of extraction of 3,4-benz (a) pyrene from soils, bottom sediments and sewage sludge is carried out using the device (Fig. 1), which contains a heating cabinet 1, inside which a sealed reactor 2 is placed, made in the form of a specially made hollow cylindrical stainless steel chambers with a volume of 10 cm 3 , at the ends of which an inlet 3 and an outlet 4 openings are provided, provided with threaded connections 5, 6 through sealed gaskets 7, 8 of the upper 9 and lower 10 caps. Prepared by the standard method (GOST 17.4.4.02-84 Methods of sampling and sample preparation for chemical, bacteriological, helminthological analysis; Introduced 12.19.84.- 9 C.- Group 019) [14]. A sample of soil, bottom sediment or sewage sludge 11 in the form of a powder with a particle diameter of not more than 1 mm is loaded into the sealed reactor 2 through the inlet 3 and distilled water 12 is poured in a ratio of 1: 8. Close the inlet 3 with the top cap 9 and place in a heating cabinet 1, preheated to a temperature of 240-250 ° C, and maintained at this temperature for 30-40 minutes. At this temperature, water goes into a physical state in which it acquires properties similar to an organic solvent and reacts with the particles of the test sample, which causes oxidation of the lipid fraction of the soil, bottom sediments or sewage sludge and a maximum transition of 3,4-benz (a) pyrene in an aqueous solution. The sealed reactor 2 is then removed from the heating cabinet 1 and cooled to room temperature. Unscrew the bottom cap 10 and the resulting solution is transferred by decantation to the filter in the flask. To prepare for liquid chromatography, 3,4-benz (a) pyrene was extracted from the resulting aqueous solution with hexane three times 5 ml each and evaporated to a dry substrate, to which 1 ml of acetonitrile was added and stirred. The amount of 3,4-benz (a) pyrene was determined on a Thermo Separation Product liquid chromatograph, 2000A, US. The content of benzo (a) pyrene in the analyzed samples is calculated by the external standard method (absolute calibration) using standard solutions of various concentrations [15].

Содержание бенз(а)пирена в образце почвы рассчитывают по формуле:The content of benz (a) pyrene in the soil sample is calculated by the formula:

a=k SIст*1000/Sст*ma = k S I * C st * 1000 / S st * m

где, а - содержание бенз(а)пирена, нг/г или мкг/кгwhere, a is the content of benz (a) pyrene, ng / g or μg / kg

Sст SI - площади пиков бенз(а)пирена стандартного раствора и образцаS article S I - peak areas of benz (a) pyrene standard solution and sample

Сст - концентрация бенз(а)пирена стандартного раствора, нг/млWith st - the concentration of benz (a) pyrene standard solution, ng / ml

k - коэффициент извлечения бенз(а)пирена из образцаk is the coefficient of extraction of benzo (a) pyrene from the sample

m - масса образца, г.m is the mass of the sample, g

Ниже приведены примеры получения экстракта 3,4-бенз(а)пирена из почв.The following are examples of extracts of 3,4-benz (a) pyrene from soils.

Пример 1.Example 1

На первой стадии осуществления способа герметичный реактор 2, содержащий 1 г исследуемого образца почвы с размером частиц 1 мм и 8 мл дистиллированной воды, помещали в нагревательный шкаф при температуре 230°С и выдерживали при этой температуре в течение 30-40 минут. При этом происходит экстракция 3,4-бенз(а)пирена из почвы в раствор. Для подготовки раствора к жидкостной хроматографии, в полученный водный экстракт добавляют 5 мл гексана для перехода 3,4-бенз(а)пирена из водного раствора в гексан и помещают на механический встряхиватель на 15 минут при частоте движения 135 встряхиваний в минуту. Разделение слоев проводят в делительной воронке объемом 50 мл. Так как 3,4-бенз(а)пирен нерастворим в воде при комнатной температуре, переводят 3,4-бенз(а)пирен из водного раствора в гексан путем трехкратного последовательного добавления 5 мл гексана. Полученные гексановые экстракты объединяют и пропускают через воронку, заполненную прокаленным сульфатом натрия, в чистую сухую роторную колбу, упаривают на ротационном испарителе с водоструйным насосом при температуре водяной бани 40°С до сухого остатка. В полученный сухой остаток добавляют 1 мл ацетонитрила, выдерживают 30 минут и проводят анализ методом жидкостной хроматографии. При этом выход 3,4-бенз(а)пирена при выдержке 30 мин составил 26,04 нг/г, при выдержке 35 мин составил 23,62 нг/г, при выдержке 40 мин составил 22,75 нг/г (пример №1 таблицы, фиг.2).At the first stage of the method, a sealed reactor 2 containing 1 g of the investigated soil sample with a particle size of 1 mm and 8 ml of distilled water was placed in a heating cabinet at a temperature of 230 ° C and kept at this temperature for 30-40 minutes. In this case, 3,4-benz (a) pyrene is extracted from the soil into the solution. To prepare the solution for liquid chromatography, 5 ml of hexane is added to the resulting aqueous extract to transfer 3,4-benz (a) pyrene from the aqueous solution to hexane and placed on a mechanical shaker for 15 minutes at a speed of 135 shakes per minute. Separation of the layers is carried out in a 50 ml separatory funnel. Since 3,4-benz (a) pyrene is insoluble in water at room temperature, 3,4-benz (a) pyrene is transferred from an aqueous solution to hexane by adding 3 ml of hexane three times in succession. The resulting hexane extracts are combined and passed through a funnel filled with calcined sodium sulfate into a clean dry rotary flask, evaporated on a rotary evaporator with a water-jet pump at a temperature of a water bath of 40 ° C to a dry residue. 1 ml of acetonitrile was added to the obtained dry residue, held for 30 minutes and analyzed by liquid chromatography. The yield of 3,4-benz (a) pyrene with an exposure of 30 minutes was 26.04 ng / g, with an exposure of 35 minutes it was 23.62 ng / g, and with an exposure of 40 minutes it was 22.75 ng / g (example No. 1 table, figure 2).

Идентификацию 3,4-бенз(а)пирена проводят по относительным временам удерживания стандартного образца при одновременном детектировании на двух детекторах (ультрафиолетовом - UV-1000 и флуоресцентном - FL-3000) с высокой чувствительностью к 3,4-бенз(а)пирену, что позволяет идентифицировать пик бенз(а)пирена с погрешностью ±0,2% (фиг.3).The identification of 3,4-benz (a) pyrene is carried out by the relative retention times of the standard sample while simultaneously being detected on two detectors (ultraviolet - UV-1000 and fluorescent - FL-3000) with high sensitivity to 3,4-benz (a) pyrene, that allows you to identify the peak of benz (a) pyrene with an error of ± 0.2% (figure 3).

Пример 2.Example 2

Герметичный реактор 2, содержащий 1 г исследуемого образца почвы с размером частиц 1 мм и 8 мл дистиллированной воды, помещали в нагревательный шкаф 1 при температуре 240°С и выдерживали при этой температуре в течение 30-40 минут. При этом выход 3,4-бенз(а)пирена при выдержке 30 мин составил 34,02 нг/г, при выдержке 35 мин составил 23,62 нг/г, при выдержке 40 мин составил 22,75 нг/г (пример №2 таблицы, фиг.2)A sealed reactor 2 containing 1 g of a test soil sample with a particle size of 1 mm and 8 ml of distilled water was placed in a heating cabinet 1 at a temperature of 240 ° C and kept at this temperature for 30-40 minutes. The yield of 3,4-benz (a) pyrene with an exposure of 30 minutes was 34.02 ng / g, with an exposure of 35 minutes it was 23.62 ng / g, with an exposure of 40 minutes it was 22.75 ng / g (example No. 2 tables, figure 2)

Пример 3.Example 3

Герметичный реактор 2, содержащий 1 г исследуемого образца почвы с размером частиц 1 мм и 8 мл дистиллированной воды, помещали в нагревательный шкаф 1 при температуре 240°С и выдерживали при этой температуре в течение 30-40 минут. При этом выход 3,4-бенз(а)пирена при выдержке 30 мин составил 42,00 нг/г, при выдержке 35 мин составил 38,50 нг/г, при выдержке 40 мин составил 35, 44 нг/г (пример №3 таблицы, фиг.2).A sealed reactor 2 containing 1 g of a test soil sample with a particle size of 1 mm and 8 ml of distilled water was placed in a heating cabinet 1 at a temperature of 240 ° C and kept at this temperature for 30-40 minutes. The yield of 3,4-benz (a) pyrene with an exposure of 30 minutes was 42.00 ng / g, with an exposure of 35 minutes it was 38.50 ng / g, with an exposure of 40 minutes it was 35, 44 ng / g (example No. 3 tables, figure 2).

Пример 4.Example 4

Герметичный реактор 2, содержащий 1 г исследуемого образца почвы с размером частиц 1 мм и 8 мл дистиллированной воды, помещали в нагревательный шкаф 1 при температуре 240°С и выдерживали при этой температуре в течение 30-40 минут. При этом выход 3,4-бенз(а)пирена при выдержке 30 мин составил 31,52 нг/г, при выдержке 35 мин составил 27,56 нг/г, при выдержке 40 мин составил 23,63 нг/г (пример №4 таблицы, фиг.2).A sealed reactor 2 containing 1 g of a test soil sample with a particle size of 1 mm and 8 ml of distilled water was placed in a heating cabinet 1 at a temperature of 240 ° C and kept at this temperature for 30-40 minutes. The yield of 3,4-benz (a) pyrene with an exposure of 30 minutes was 31.52 ng / g, with an exposure of 35 minutes it was 27.56 ng / g, and with an exposure of 40 minutes it was 23.63 ng / g (example No. 4 tables, figure 2).

Пример 5.Example 5

Герметичный реактор 2, содержащий 1 г исследуемого образца почвы с размером частиц 1 мм и 8 мл дистиллированной воды, помещали в нагревательный шкаф 1 при температуре 240°С и выдерживали при этой температуре в течение 30-40 минут. При этом выход 3,4-бенз(а)пирена при выдержке 30 мин составил 21,01 нг/г, при выдержке 35 мин составил 19,69 нг/г, при выдержке 40 мин составил 15,75 нг/г (пример №5 таблицы, фиг.2).A sealed reactor 2 containing 1 g of a test soil sample with a particle size of 1 mm and 8 ml of distilled water was placed in a heating cabinet 1 at a temperature of 240 ° C and kept at this temperature for 30-40 minutes. The yield of 3,4-benz (a) pyrene with an exposure of 30 minutes was 21.01 ng / g, with an exposure of 35 minutes it was 19.69 ng / g, with an exposure of 40 minutes it was 15.75 ng / g (example No. 5 tables, figure 2).

Как следует из таблицы, максимальное количество извлеченного 3,4-бенз(а)пирена получено при температуре экстракции 250°С в течение 30 мин. При понижении температуры воды до 230°С степень извлечения 3,4-бенз(а)пирена уменьшается на 38% (пример №1 таблицы). Это может быть обусловлено изменением диэлектрической проницаемости воды, что и определяет ее поведение в данных условиях как органического растворителя. При повышении температуры до 260°-270°С степень извлечения 3,4-бенз(а)пирена уменьшается и составляет 50%, что в свою очередь может быть связано с частичным разложением 3,4-бенз(а)пирена.As follows from the table, the maximum amount of extracted 3,4-benz (a) pyrene was obtained at an extraction temperature of 250 ° C for 30 minutes. When lowering the water temperature to 230 ° C, the degree of extraction of 3,4-benz (a) pyrene decreases by 38% (example No. 1 of the table). This may be due to a change in the dielectric constant of water, which determines its behavior under these conditions as an organic solvent. As the temperature rises to 260 ° -270 ° C, the degree of extraction of 3,4-benz (a) pyrene decreases and amounts to 50%, which in turn may be associated with the partial decomposition of 3,4-benz (a) pyrene.

Как видно из гистограммы (фиг.2), при температуре 250°С из почвы извлечено заявляемым способом 96% 3,4-бенз(а)пирена от его общего содержания в исследуемом образце, что по сравнению с прототипом составляет увеличение выхода на 28%.As can be seen from the histogram (figure 2), at a temperature of 250 ° C, 96% of 3,4-benz (a) pyrene from its total content in the test sample was extracted from the soil by the claimed method, which, compared with the prototype, represents an increase in yield by 28% .

В таблице 2 приведены сравнительные технические характеристики заявляемого способа, способа-прототипа (Ярощук А.В., Максименко Е.В., Борисенко Н.И. Разработка методики извлечения бенз(а)пирена из почв // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Приложение. - 2003. - №9 - С.44-47) [4] и аналога (RU №2018110 Способ извлечения полициклических ароматических углеводородов из твердых проб МПК 9 G01N 21/25 от 1994-08-15) [11].Table 2 shows the comparative specifications of the proposed method, the prototype method (Yaroshchuk A.V., Maksimenko E.V., Borisenko N.I. Development of a method for extracting benz (a) pyrene from soils // News of Universities. North Caucasus Region Natural sciences. Appendix. - 2003. - No. 9 - C.44-47) [4] and its analogue (RU No. 2018110 Method for the extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from solid samples IPC 9 G01N 21/25 from 1994-08-15) [ eleven].

Как следует из фиг.3, наличие пика 3,4-бенз(а)пирена на хроматограмме «б» свидетельствует о чистоте полученного соединения, и точно характеризует выходящее вещество по времени выхода t=20.321 мин. Хроматограмма «б» представлена более четкой кривой, по сравнению с хроматограммой «а» и практически не перегружена пиками органических растворителей.As follows from figure 3, the presence of a peak of 3,4-benz (a) pyrene in the chromatogram "b" indicates the purity of the obtained compound, and accurately characterizes the leaving substance by the exit time t = 20.321 min. Chromatogram “b” is represented by a sharper curve compared to chromatogram “a” and is practically not overloaded with peaks of organic solvents.

Хроматограмма «а» менее информативна за счет перегруженности следовыми количествами растворителя, при этом время выхода 3,4 бенз(а)пирена смещено до t=23.138 мин. Возможно именно поэтому пик 3,4-бенз(а)пирена отмечается на 2 минуты раньше, чем в аналогичной хроматограмме «а». Таким образом, экстракция 3,4-бенз(а)пирена заявляемым способом представляет более точные данные для идентификации 3,4-бенз(а)пирена методом ВЭЖХ, чем метод омыления.Chromatogram “a” is less informative due to overload with trace amounts of solvent, while the release time of 3.4 benz (a) pyrene is shifted to t = 23.138 min. Perhaps that is why the peak of 3,4-benz (a) pyrene is observed 2 minutes earlier than in the corresponding chromatogram "a". Thus, the extraction of 3,4-benz (a) pyrene by the claimed method provides more accurate data for the identification of 3,4-benz (a) pyrene by HPLC than the saponification method.

Как следует из табл.2:As follows from table 2:

- экстракция 3,4-бенз(а)пирена заявляемым способом осуществляется без использования органического растворителя на стадии извлечения 3,4-бенз(а)пирена из почв, и с использованием 15 мл гексана на стадии подготовки экстракта к жидкостной хроматографии. Количество использованного растворителя на всех стадиях экстракции уменьшено более чем в 10 раз по сравнению с известными аналогами и прототипом, что значительно снижает затраты на проведение мониторинга окружающей среды и вредность воздействия на окружающую среду;- extraction of 3,4-benz (a) pyrene by the claimed method is carried out without using an organic solvent at the stage of extracting 3,4-benz (a) pyrene from the soil, and using 15 ml of hexane at the stage of preparing the extract for liquid chromatography. The amount of solvent used at all stages of extraction is reduced by more than 10 times compared with the known analogues and prototype, which significantly reduces the cost of environmental monitoring and the harmful effects on the environment;

- количество стадий обработки образца заявляемым способом уменьшено до двух вместо пяти стадий по способу-прототипу и вместо семи по сравнению с аналогом;- the number of stages of sample processing by the claimed method is reduced to two instead of five stages according to the prototype method and instead of seven in comparison with the analogue;

- длительность процесса экстракции заявляемым способом сократилась до 0,5 часа вместо 11-48 часов по способу-прототипу и вместо 18-48 часов по сравнению с аналогом;- the duration of the extraction process by the claimed method was reduced to 0.5 hours instead of 11-48 hours by the prototype method and instead of 18-48 hours in comparison with the analogue;

- выход 3,4-бенз(а)пирена заявляемым способом составляет 96%, что на 28% выше по сравнению со способом-прототипом.- the yield of 3,4-benz (a) pyrene by the claimed method is 96%, which is 28% higher compared to the prototype method.

Способ извлечения 3,4-бенз(а)пирена из почв, донных отложений и осадков сточных вод можно использовать при проведении научных и мониторинговых исследований: при оценке воздействия на окружающую среду; при оценке деградационных изменений в почве; при мониторинге состояния почв, а также естественных и антропогенно нарушенных экосистем в целом; при экологическом нормировании загрязнения почв и других деградационных процессов; при создании экологических карт (районирования, фактологических и прогнозных); при прогнозировании экологических последствий хозяйственной деятельности на данной территории; при оценке риска катастроф; при оценке целесообразности и эффективности проведения рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, при проведении экологической экспертизы, паспортизации, сертификации территории или хозяйственного объекта и т.д.The method of extraction of 3,4-benz (a) pyrene from soils, bottom sediments and sewage sludge can be used in scientific and monitoring studies: when assessing the environmental impact; when assessing degradation changes in the soil; when monitoring the state of soils, as well as natural and man-made ecosystems in general; with environmental regulation of soil pollution and other degradation processes; when creating environmental maps (zoning, factual and forecasting); in predicting the environmental consequences of economic activity in a given territory; in assessing the risk of disasters; in assessing the feasibility and effectiveness of reclamation of soils contaminated with oil and oil products, during environmental impact assessment, certification, certification of the territory or economic facility, etc.

Источники информацииInformation sources

1. Геннадиев А.Н. Геохимия полициклических ароматических углеводородов в горных породах и почвах / А.Н.Геннадиев [и др.] - М.: Изд-во МГУ, 1996. - С.196.1. Gennadiev A.N. Geochemistry of polycyclic aromatic hydrocarbons in rocks and soils / A.N. Gennadiev [et al.] - M.: Moscow State University Publishing House, 1996. - P.196.

2. Ильницкий А.П. Канцерогенные углеводороды в почве, воде и растительности / А.П.Ильницкий // Канцерогены в окружающей среде. - М.: Гидрометеоиздат, 1975. - С.53-71.2. Ilnitsky A.P. Carcinogenic hydrocarbons in soil, water and vegetation / A.P. Ilnitsky // Carcinogens in the environment. - M .: Gidrometeoizdat, 1975.- P.53-71.

3. ГН.2.1.7.2041-06 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве // Гигиенические нормативы. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. - 2006. - С.11.3. GN.2.1.7.2041-06 Maximum allowable concentration (MPC) of chemicals in the soil // Hygienic standards. M .: Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor. - 2006. - P.11.

4. Ярощук А.В., Максименко Е.В., Борисенко Н.И. Разработка методики извлечения бенз(а)пирена из почв // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Приложение. - 2003. - №9 - С.44-47. - прототип.4. Yaroshchuk A.V., Maksimenko E.V., Borisenko N.I. Development of a method for extracting benz (a) pyrene from soils // News of Universities. North Caucasus region. Natural Sciences. Application. - 2003. - No. 9 - S.44-47. - prototype.

5. Barnabas I. J.е.a. Extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from highly contaminated soils using microwave energy // Analyst, 1995. - v.120. - №7. - P.1897-1904.5. Barnabas I.J.a. Extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from highly contaminated soils using microwave energy // Analyst, 1995.- v. 120. - No. 7. - P.1897-1904.

6. Warzecha L. The analysis of PAHs nitrogen derivatives in the sewage sludges of upper Silesia, Poland // Chem. Anal. 1993. - №3. - v.38. - P.303-313, 571-573.6. Warzecha L. The analysis of PAHs nitrogen derivatives in the sewage sludges of upper Silesia, Poland // Chem. Anal. 1993. - No. 3. - v. 38. - P.303-313, 571-573.

7. Aner V, et.al. Innovations in chemical reaction processes using supercritical water: an environmental application to the PAH extraction // Anal Chim. Acta, 1990. - v.237. - №2. - P.451-457.7. Aner V, et.al. Innovations in chemical reaction processes using supercritical water: an environmental application to the PAH extraction // Anal Chim. Acta, 1990 .-- v. 237. - No. 2. - P.451-457.

8. Lancar L.T. e.a. Extraction PAH from soils - J.Chim. Phys. Et phys.-chim. Boil, 1999, v.96, №3, p.352-363.8. Lancar L.T. e.a. Extraction PAH from soils - J. Chim. Phys. Et phys.-chim. Boil, 1999, v. 96, No. 3, p. 352-363.

9. Maseda C.e.a. Alkylation Reactions in Near-Critical Water in the Absence of Acid Catalysts // J. Chromatogr, 1989. - v.490. - №2 - P.313-327.9. Maseda C.e.a. Alkylation Reactions in Near-Critical Water in the Absence of Acid Catalysts // J. Chromatogr, 1989 .-- v. 490. - No. 2 - P.313-327.

10. Andraves E.F. Organic chemical reactions in supercritical water // J.Chromatogr, 1984. - v.284. - №2. - P.487-490.10. Andraves E.F. Organic chemical reactions in supercritical water // J. Chromatogr, 1984. - v. 284. - No. 2. - P. 487-490.

11. RU №2018110 Способ извлечения полициклических ароматических углеводородов из твердых проб МПК 9 G01N 21/25 дата публ. 1994-08-15.11. RU №2018110 Method for the extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from solid samples IPC 9 G01N 21/25 date publ. 1994-08-15.

12. Hartmann R. Subcritical Water Extractor for Mars Analog Soil Analysis Astrobiology// Inst. J.Environ. Anal. Chem., 1996. - v.62. - №2. - P.161-173.12. Hartmann R. Subcritical Water Extractor for Mars Analog Soil Analysis Astrobiology // Inst. J. Environment. Anal. Chem., 1996 .-- v. 62. - No. 2. - P.161-173.

13. А.А.Галкин, В.В.Лунин. Вода в суб- и сверхкритическом состояниях - универсальная среда для осуществления химических реакций // Успехи химии. - 2005. - Т.74. - №1. - С.24-40.13. A.A. Galkin, V.V. Lunin. Water in sub- and supercritical states - a universal medium for the implementation of chemical reactions // Successes in chemistry. - 2005. - T.74. - No. 1. - S.24-40.

14. ГОСТ 17.4.4.02-84 Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа; Введен 19.12.84. - 9 С. - Группа 019.14. GOST 17.4.4.02-84 Methods of sampling and sample preparation for chemical, bacteriological, helminthological analysis; Introduced on 12.19.84. - 9 S. - Group 019.

15. Бартулевич, Я., Ягов Г.В. Аналитические методы определения ПАУ в объектах окружающей среды / Я.Бартулевич, Г.В.Ягов // Питьевая вода. - 2001. - №6. - С.11-14.15. Bartulevich, Y., Yagov G.V. Analytical methods for determining PAHs in environmental objects / Ya. Bartulevich, GV Yagov // Drinking water. - 2001. - No. 6. - S.11-14.

Таблица 1Table 1 Зависимость выхода 3,4-бенз(а)пирена от общего содержания в образце почвы, в %, от температуры
экстракции, Т,°С при выдержке 30, 35, 40 мин
Dependence of the yield of 3,4-benz (a) pyrene on the total content in the soil sample, in%, on temperature
extraction, T, ° С at an exposure of 30, 35, 40 min
№ примераExample No. Температура экстракции, Т,°СThe temperature of extraction, T, ° C Выдержка 30 минExposure 30 min Выдержка 35 минExposure 35 min Выдержка 40 минExposure 40 min Количество 3,4-бенз(а)пирена, нг/гThe amount of 3,4-benz (a) pyrene, ng / g Выход 3,4-бенз(а)пирена от общего содержания, %The yield of 3,4-benz (a) pyrene of the total content,% Количество 3,4-бенз(а)пирена, нг/гThe amount of 3,4-benz (a) pyrene, ng / g Выход 3,4-бенз(а)пирена от общего содержания, %The yield of 3,4-benz (a) pyrene of the total content,% Количество 3,4-бенз(а)пирена, нг/гThe amount of 3,4-benz (a) pyrene, ng / g Выход 3,4-бенз(а)пирена от общего содержания, %The yield of 3,4-benz (a) pyrene of the total content,% 1one 230230 26,0426.04 6060 23,6223.62 5454 22,7522.75 5252 22 240240 34,0234.02 7878 31,5231.52 7272 30,1930.19 6969 33 250250 42,0042.00 9696 38,5038.50 8888 35,4435.44 8181 4four 260260 31,5231.52 7272 27,5627.56 6363 23,6323.63 5454 55 270270 21,0121.01 4848 19,6919.69 4545 15,7515.75 3636

Сравнительные технические характеристики заявляемого способа, способа-прототипа (Ярощук А.В., Максименко Е.В., Борисенко Н.И. Разработка методики извлечения бенз(а)пирена из почв // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Приложение. - 2003. - №9 - С.44-47) [4] и аналога (RU №2018110) [11].Comparative technical characteristics of the proposed method, the prototype method (Yaroshchuk A.V., Maksimenko E.V., Borisenko N.I. Development of a method for extracting benz (a) pyrene from soils // News of Universities. North Caucasus Region. Natural Sciences. Appendix. - 2003. - No. 9 - P.44-47) [4] and its analogue (RU No. 2018110) [11].

Таблица 2table 2 No. Техническая характеристика способаTechnical characteristics of the method Заявляемый способ (субкритическая экстракция)The inventive method (subcritical extraction) Прототип (метод омыления) [4]Prototype (saponification method) [4] Аналог [11] (использование растворителя в сочетании с ультразвуковой экстракцией)Analogue [11] (use of a solvent in combination with ultrasonic extraction) 1one Количество органического растворителя на исследуемый образец, млThe amount of organic solvent per test sample, ml 15fifteen 200200 200200 22 Количество стадий обработки образца, ед.The number of stages of sample processing, units 22 55 77 33 Длительность процесса экстракции, в часThe duration of the extraction process, per hour 0,50.5 11-4811-48 18-4818-48 4four Выход 3,4-бенз(а)пирена, в %The yield of 3,4-benz (a) pyrene, in% 96%96% 68±2,5%68 ± 2.5% 100%one hundred%

Claims (5)

1. Способ извлечения 3,4-бенз(а)пирена из почв, донных отложений и осадков сточных вод, включающий смешивание исследуемого образца в виде порошка с жидким экстрагентом в заданном объемном соотношении, нагревание полученной смеси с температурной выдержкой, обеспечивающей переход 3,4-бенз(а)пирена в раствор, фильтрацию раствора методом декантации, добавление соответствующего по полярности экстрагента к анализируемому соединению с последующим упариванием раствора до сухого субстрата и определение количества 3,4-бенз(а)пирена методом жидкостной хроматографии, отличающийся тем, что в качестве жидкого экстрагента используют дистиллированную воду, нагревание и температурную выдержку полученной смеси осуществляют в герметичном реакторе и по окончании перехода 3,4-бенз(а)пирена в раствор реактор охлаждают до комнатной температуры.1. The method of extraction of 3,4-benz (a) pyrene from soils, bottom sediments and sewage sludge, comprising mixing the test sample in the form of a powder with liquid extractant in a predetermined volume ratio, heating the resulting mixture with a temperature exposure that ensures a transition of 3.4 -benz (a) pyrene to the solution, filtration of the solution by decantation, addition of an appropriate polarity extractant to the test compound, followed by evaporation of the solution to a dry substrate and determination of the amount of 3,4-benz (a) pyrene by liquid oh chromatography, characterized in that the liquid extractant is distilled water, heating and temperature maintaining the resulting mixture is carried out in a sealed reactor and at the end of the transition 3,4-benzo (a) pyrene in solution the reactor was cooled to room temperature. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что объемное соотношение количества исследуемого образца и дистиллированной воды составляет 1:8.2. The method according to claim 1, characterized in that the volume ratio of the amount of the test sample and distilled water is 1: 8. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагревание смеси исследуемого образца с дистиллированной водой проводят в диапазоне температур 240-250°С и выдерживают при этой температуре в течение 30-40 мин.3. The method according to claim 1, characterized in that the heating of the mixture of the test sample with distilled water is carried out in the temperature range of 240-250 ° C and maintained at this temperature for 30-40 minutes 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем герметичного реактора составляет 10 см3.4. The method according to claim 1, characterized in that the volume of the sealed reactor is 10 cm 3 . 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагревание герметичного реактора проводят в сушильном шкафу. 5. The method according to claim 1, characterized in that the heating of the sealed reactor is carried out in an oven.
RU2012104969/04A 2012-02-13 2012-02-13 Method of extracting 3,4-benz(a)pyrene from soil, bottom deposits and waste water sludge RU2485109C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104969/04A RU2485109C1 (en) 2012-02-13 2012-02-13 Method of extracting 3,4-benz(a)pyrene from soil, bottom deposits and waste water sludge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104969/04A RU2485109C1 (en) 2012-02-13 2012-02-13 Method of extracting 3,4-benz(a)pyrene from soil, bottom deposits and waste water sludge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2485109C1 true RU2485109C1 (en) 2013-06-20

Family

ID=48786268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104969/04A RU2485109C1 (en) 2012-02-13 2012-02-13 Method of extracting 3,4-benz(a)pyrene from soil, bottom deposits and waste water sludge

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2485109C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113945444A (en) * 2021-10-28 2022-01-18 科正检测(苏州)有限公司 Solvent extraction method for hydrocarbon substances in trace rock sample

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2008670C1 (en) * 1991-09-30 1994-02-28 Николай Федорович Новиков Method of benzo(a)pyrene extraction from environment objects for analysis
RU2018110C1 (en) * 1990-11-26 1994-08-15 Научно-исследовательский институт онкологии Томского научного центра РАМН Method of extracting polycyclic aromatic hydrocarbons from solid samples
US6352644B1 (en) * 1996-09-25 2002-03-05 Energy & Environmental Research Center Foundation Method of manipulating the chemical properties of water to improve the effectiveness of a desired process
US6568879B1 (en) * 1997-10-13 2003-05-27 Bruce J. Mincher Process for the solvent extraction for the radiolysis and dehalogenation of halogenated organic compounds in soils, sludges, sediments and slurries

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2018110C1 (en) * 1990-11-26 1994-08-15 Научно-исследовательский институт онкологии Томского научного центра РАМН Method of extracting polycyclic aromatic hydrocarbons from solid samples
RU2008670C1 (en) * 1991-09-30 1994-02-28 Николай Федорович Новиков Method of benzo(a)pyrene extraction from environment objects for analysis
US6352644B1 (en) * 1996-09-25 2002-03-05 Energy & Environmental Research Center Foundation Method of manipulating the chemical properties of water to improve the effectiveness of a desired process
US6568879B1 (en) * 1997-10-13 2003-05-27 Bruce J. Mincher Process for the solvent extraction for the radiolysis and dehalogenation of halogenated organic compounds in soils, sludges, sediments and slurries

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ярощук А.В. и др. Разработка методики извлечения 3,4-бенз(а)пирена из почв. - Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказкий регион, 2003, No.9(9), 44-48. *
Ярощук А.В. и др. Разработка методики извлечения 3,4-бенз(а)пирена из почв. - Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказкий регион, 2003, №9(9), 44-48. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113945444A (en) * 2021-10-28 2022-01-18 科正检测(苏州)有限公司 Solvent extraction method for hydrocarbon substances in trace rock sample

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Llompart et al. Microwave-assisted extraction of pharmaceuticals, personal care products and industrial contaminants in the environment
Vazquez-Roig et al. Pressurized liquid extraction of organic contaminants in environmental and food samples
Masiá et al. Assessment of two extraction methods to determine pesticides in soils, sediments and sludges. Application to the Túria River Basin
Li et al. Ionic liquid-based ultrasound-assisted dispersive liquid–liquid microextraction combined with electrothermal atomic absorption spectrometry for a sensitive determination of cadmium in water samples
Vidal et al. Headspace single-drop microextraction for the analysis of chlorobenzenes in water samples
Ozcan et al. Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in waters by ultrasound-assisted emulsification-microextraction and gas chromatography–mass spectrometry
Ramírez et al. Determination of parabens in house dust by pressurised hot water extraction followed by stir bar sorptive extraction and thermal desorption–gas chromatography–mass spectrometry
Rodil et al. Development of a simultaneous pressurised-liquid extraction and clean-up procedure for the determination of UV filters in sediments
Srogi A review: application of microwave techniques for environmental analytical chemistry
Comerton et al. Practical overview of analytical methods for endocrine-disrupting compounds, pharmaceuticals and personal care products in water and wastewater
Sushkova et al. New method for benzo [a] pyrene analysis in plant material using subcritical water extraction
Keller et al. Application of ion mobility spectrometry in cases of forensic interest
Valsamaki et al. Determination of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in chicken eggs by matrix solid phase dispersion
Berset et al. Concentrations and distribution of some polychlorinated biphenyls (PCBs) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in an ombrotrophic peat bog profile of Switzerland
CN103063787A (en) Method for detection of polyaromatic hydrocarbon in sludge pyrolytic tar
Cacho et al. Dispersive liquid-liquid microextraction for the determination of nitrophenols in soils by microvial insert large volume injection-gas chromatography–mass spectrometry
CN105738494A (en) Isotope dilution high resolution chromaticness combination method for simultaneously detecting organic chlorine pesticides and polychlorinated biphenyl in biological sample, and application
Dupont et al. The determination of polychlorinated biphenyls in municipal sewage sludges using microwave-assisted extraction and gas chromatography-mass spectrometry
Reddy et al. Modern approaches in separation, identification and quantification of polychlorinated biphenyls
Mendes et al. Development of an eco-friendly method for the determination of total polychlorinated biphenyls in solid waste by gas chromatography-mass spectrometry
Pourhossein et al. Ultrasound-Assisted Emulsified Microextraction Based on Deep Eutectic Solvent for Trace Residue Analysis of Metribuzin in Urine Samples.
Necibi et al. Determination of synthetic musks in surface sediment from the Bizerte Lagoon by QuEChERS extraction followed by GC-MS
RU2485109C1 (en) Method of extracting 3,4-benz(a)pyrene from soil, bottom deposits and waste water sludge
Zuo et al. Application of dispersive liquid–liquid microextraction based on solidification of floating organic droplet Multi‐residue method for the simultaneous determination of polychlorinated biphenyls, organochlorine, and pyrethroid pesticides in aqueous sample
De Castro et al. Soxhlet extraction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180214

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190514