ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ МЕТСУЛЬФУРОН-МЕТИЛА В ВОДЕ, ПОЧВЕ, ЗЕРНЕ И СОЛОМЕ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

(Модификация методических указаний МУК 4.1.1224а-03)

1. Вводная часть

Торговое наименование: Аккурат, Алмазис, Террамет, Артен.

Фирма производитель: Кеминова, Алсико-Агрохим, Экопродком, Северо-Кавказский Агрохим.

Действующее вещество: метсульфурон-метил.

Структурная формула:

Метил 2[[[[(4-метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил)амино]карбонил]амино]сульфонил]бензоат

Мол. масса: 381,4.

Брутто формула: C₁₄H₁₅N₅O₆S

Химически чистый метсульфурон-метил представляет собой бесцветные кристаллы с температурой плавления 158 °С, давлением паров 3,3×10^-7 мРа (25 °С).

Коэффициент распределения в системе н-октанол-вода K_ow lgP = -l,74 (pH 7).

Растворимость (г/л): в воде 0,55(рН 5), 2,79 (pH 7), 213 (pH 9) при 25 °С;

дихлорметане - 121, ацетоне - 36, метаноле - 7,3, этаноле - 2,3, ксилоле - 0,58 (20 °С).

Стабилен на воздухе до 140 °С, в нейтральных и щелочных растворах при 25 °С.

Группа токсичности по ЕПА-IV, ВОЗ - III (табл. 5); LD₅₀ для крыс >5000 мг/кг.

Область применения: послевсходовый гербицид, применяется на зерновых культурах для борьбы с однолетними и некоторыми многолетними двудольными сорняками, в том числе устойчивыми к 2,4-Д видами. Используется в препаративной форме СП (смачивающийся порошок) с нормой расхода по препарату 25 г/га (по действующему веществу 15 г/га).

Гигиенические нормативы для метсульфурон-метила в России:

ОДК в почве - 0,3 мг/кг, ПДК в воде водоемов - 0,05 мг/дм³. МДУ в зерне хлебных злаков - 0,05 мг/кг.

2. Методика определения метсульфурон-метила в воде, почве, зерне и соломе зерновых колосовых культур методом ВЭЖХ

2.1. Основные положения

2.1.1. Принцип метода

Методика основана на определении метсульфурон-метила методом ВЭЖХ с использованием УФ детектора после его извлечения из образцов смесью ацетон-вода с последующей очисткой перераспределением между двумя несмешивающимися растворителями, на патронах, содержащих обращённую фазу С16 и на колонке с силикагелем.

2.1.2. Метрологическая характеристика метода

Метрологическая характеристика метода представлена в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Метрологическая характеристика метода

Таблица 2

Полнота определения метсульфурон-метила в воде, почве, зерне и соломе пшеницы (n = 6 для каждой концентрации)

2.1.3. Избирательность метода

Присутствие других пестицидов, близких по химическому строению и области применения, определению не мешает.

2.2. Реактивы и материалы

Ацетон, осч, ТУ 6-09-3513-86.

Ацетонитрил для ВЭЖХ, «В-230НМ» или х.ч., ТУ 6-09-3534-87.

Бумажные фильтры «красная лента», ТУ 6.091678-86.

Вода бидистиллированная, деионизированная, ГОСТ 6709-79.

Дихлорметан, х.ч., ТУ 6-09-3716-80.

Калий углекислый, х.ч., ГОСТ 4221-76.

Калий фосфорнокислый 2-замещенный, 3-водный, ч.д.а., ГОСТ 2493-75; 0,1М водный раствор.

Калия перманганат, ГОСТ 20490-75.

Кальция хлорид, х.ч., ГОСТ 4161-77.

Кислота ортофосфорная, имп. (Ferak, Германия) или х.ч., ГОСТ 6552-80; 2М и 0,005М водные растворы.

Кислота серная, х.ч., ГОСТ 4204-77.

Концентрирующие патроны Диапак-С16 (0,6 г)

Метсульфурон-метил, аналитический стандарт с содержанием д.в. 95 %, производства фирмы «Кеминова» (Дания).

Натрий двууглекислый, ГОСТ 83-79.

Натрий сернокислый безводный, ч., ГОСТ 4166-76, свежепрокаленный.

Натрия гидроксид, х.ч., ГОСТ 4328-77.

н-Гексан, х.ч., ТУ 2631-003-05807999-98, свежеперегнанный.

Подвижная фаза для ВЭЖХ: смесь ацетонитрил - 0,005М ортофосфорная кислота (34:66, по объему).

Силикагель для колоночной хроматографии Л 100/250μm (Chemapol, Чехословакия).

Стекловата.

Фосфора пентоксид, ч., МРТУ 6-09-5759-69.

Элюент № 1 для колоночной хроматографии: смесь гексан - этилацетат (50:50, по объему).

Элюент № 2 для колоночной хроматографии: смесь гексан - этилацетат (20:80, по объему).

Этиловый эфир уксусной кислоты, ч.д.а., ГОСТ 22300-76.

2.3. Приборы и посуда

Жидкостный хроматограф «Альянс» фирмы «Waters» с УФ детектором с дегазатором и автоматическим пробоотборником или аналогичный.

Колонка Symmetry С-18 (250×4,6) мм, 5 мкм (Waters, USA) или аналогичная.

Предколонка Symmetry С-18 (Waters).

Весы аналитические ВЛА-200, ГОСТ 34104-80Е или аналогичные.

Установка ультразвуковая «Серьга», ТУ 3.836.008.

Мельница ножевая РМ-120 и лабораторная зерновая ЛМЗ, ТУ 1-01-0593-79.

Ротационный испаритель вакуумный ИР-1М, ТУ 25-11-917-74 или аналогичный.

Бидистиллятор.

PH-метр универсальный ЭВ-74, ГОСТ 22261-76.

Насос водоструйный, МРТУ 42861-64.

Колбы плоскодонные на шлифах КШ500 29/32 ТС, ГОСТ 10384-72.

Колбы круглодонные на шлифах КШ50 29-32 ТС, ГОСТ 10384-72.

Воронки лабораторные В-75-110, ГОСТ 25336-82.

Воронки делительные ВД-3-250, ГОСТ 8613-75.

Цилиндры мерные на 100, 250 и 1000 см³, ГОСТ 1774-74.

Колбы мерные на 25, 50, 100 и 1000 см³, ГОСТ 1770-74.

Пипетки на 1, 2, 5, 10 см³, ГОСТ 22292-74.

Колонки стеклянные (25×1) см.

Насос водоструйный, ГОСТ 10696-75

Аллонж прямой с отводом для вакуума (используется для работы с концентрирующими патронами Диапак-С16)

2.4. Отбор проб

Отбор проб производится в соответствии с «Унифицированными правилами отбора проб сельскохозяйственной продукции, пищевых продуктов и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов» (№ 2051-79 от 21.08.79). Пробы зерна и соломы для определения остатков в урожае хранят в бумажной или тканевой упаковке при комнатной температуре. Для длительного хранения пробы почвы подсушиваются при комнатной температуре в отсутствие прямого солнечного света. Сухие почвенные образцы могут храниться в течение года. Перед анализом сухую почву просеивают через сито с отверстиями диаметром 1 мм, зерно и солому измельчают на лабораторной мельнице.

2.5. Подготовка к определению

2.5.1. Подготовка картриджа Диапак-С16 для очистки экстракта

Все процедуры проводят с использованием вакуума, скорость потока элюента не должна превышать 2 - 2,5 мл/мин.

Перед использованием картридж промывают последовательно 10 мл смеси ацетон-вода в соотношении 1:1 и 10 мл дистиллированной воды.

Внимание! Нельзя допускать высыхания поверхности картриджа!

Примечание: параметры удерживания метсульфурон-метила и сопутствующих экстрактивных веществ могут меняться при использовании новой партии картриджей.

2.5.2. Подготовка и очистка реактивов и растворителей

Органические растворители перед началом работы очищают, сушат и перегоняют в соответствии с типовыми методиками. Гексан и хлористый метилен встряхивают с небольшими порциями концентрированной серной кислоты до прекращения окрашивания свежей порции кислоты, затем промывают водой, 2 %-ным раствором гидроксида натрия и снова водой, после чего его сушат над гидроксидом натрия и перегоняют. Ацетон перегоняют над перманганатом калия и поташем (на 1 л ацетона 10 г KMnO₄ и 2 г K₂СО₃). Ацетонитрил сушат над пентоксидом фосфора и перегоняют; отогнанный растворитель повторно перегоняют над углекислым калием. Этилацетат промывают равным объёмом 5 %-ного раствора двууглекислого натрия, сушат над хлористым кальцием и перегоняют.

2.5.3. Кондиционирование колонки

Перед началом анализа колонку (Symmetry С-18) кондиционируют в потоке подвижной фазы (1 мл/мин) до стабилизации нулевой линии в течение 1 - 2 часов.

2.5.4. Приготовление растворов

Для приготовления 2М раствора ортофосфорной кислоты 200 г 98 % (или 225 г 87 %) кристаллической Н₃РО₄ помещают в мерную колбу объемом 1 л, растворяют в 600 мл дистиллированной воды и доводят объем до метки дистиллированной водой.

Для приготовления 0,005М раствора ортофосфорной кислоты 2,5 мл 2М раствора Н₃РО₄ вносят в мерную колбу на 1 л и доводят до метки деионизированным бидистиллятом.

Для приготовления 0,1М раствора K₂НРО₄ 22,8 г кристаллического калия фосфорнокислого двузамещенного трехводного помещают в мерную колбу на 1 л, растворяют при перемешивании в 600 мл дистиллированной воды и доводят объем раствора до метки.

Для получения 90 %-го водного ацетона в колбе емкостью 1 л смешивают 900 мл ацетона со 100 мл дистиллированной воды, используя мерные цилиндры.

Для получения 50 %-го водного ацетона в колбе емкостью 1 л смешивают 500 мл ацетона со 500 мл дистиллированной воды, используя мерные цилиндры.

Для получения 5 %-го водного ацетона в колбе емкостью 1 л смешивают 50 мл ацетона со 950 мл дистиллированной воды, используя мерные цилиндры.

Для приготовления подвижной фазы смешивают ацетонитрил с 0,005М раствором ортофосфорной кислоты в соотношении 34:66 по объему, используя мерные цилиндры.

Для приготовления элюента № 1 в колбе на 1000 мл смешивают 500 мл н-гексана и 500 мл этилацетата. Для приготовления элюента № 2 в колбе на 1000 мл смешивают 200 мл н-гексана и 800 мл этил ацетата.

Приготовление стандартного и градуировочных растворов:

Берут точную навеску метсульфурон-метила (50 мг), переносят в мерную колбу на 100 мл, растворяют навеску в ацетонитриле и доводят до метки. (Стандартный раствор с концентрацией 0,5 мг/мл). Градуировочные растворы с концентрациями 0,1, 0,25, 0,5, 1,0 и 2,0 мкг/мл готовят методом последовательного разбавления по объему, используя раствор подвижной фазы (смесь ацетонитрил : 0,005М ортофосфорная кислота (34:66, по объему).

Стандартный раствор можно хранить в холодильнике при температуре 0 - 4 °С в течение 1 месяца, градуировочные растворы и растворы проб - в течение суток.

При изучении полноты открывания метсульфурон-метила используют ацетонитрильные растворы вещества. Растворы внесения с концентрациями 0,1 и 1,0 мкг/мл готовят из стандартного раствора с концентрацией 0,5 мг/мл методом последовательного разбавления по объему ацетонитрилом.

2.5.5. Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика (площадь пика - концентрация метсульфурон-метила в растворе) в хроматограф вводят по 20 мкл градуировочных растворов (не менее 3-х параллельных измерений для каждой концентрации, не менее 4-х точек по диапазону измеряемых концентраций), измеряют площади пиков и строят график зависимости среднего значения площади пика от концентрации метсульфурон-метила в градуировочном растворе (мкг/мл).

2.5.5. Подготовка колонки с силикагелем для очистки экстракта

В нижнюю часть стеклянной колонки длиной 25 см и внутренним диаметром 1 см помещают тампон из стекловаты, закрывают кран и вносят суспензию 5 г силикагеля в 30 мл смеси гексан - этилацетат (50:50, по объему). Дают растворителю стечь до верхнего края сорбента. Колонку последовательно промывают 50 мл элюента № 2 и 50 мл элюента № 1 со скоростью 1 - 2 капли в секунду, после чего она готова к работе.

2.5.6. Проверка хроматографического поведения метсульфурон-метила на колонке с силикагелем

В круглодонную колбу емкостью 10 мл отбирают 0,1 мл стандартного раствора метсульфурон-метила с концентрацией 10 мкг/мл. Отдувают растворитель током теплого воздуха (температура не выше 40 °С), остаток растворяют в 5 мл элюента № 1 и наносят на колонку. Колбу обмывают еще 5 мл элюента № 1 и также вносят на колонку. Промывают колонку 50 мл элюента № 1, затем 100 мл элюента № 2 со скоростью 1 - 2 капли в секунду. Отбирают фракции по 10 мл каждая, упаривают, остаток растворяют в 2 мл подвижной фазы для ВЭЖХ (п. 2.5.4) и анализируют на содержание метсульфурон-метила по п. 2.6.6.

Фракции, содержащие метсульфурон-метил, объединяют, упаривают досуха, остаток растворяют в 2 мл подвижной фазы для ВЭЖХ и вновь анализируют по п. 2.6.6. Рассчитывают содержание метсульфурон-метила в элюате, определяя полноту вымывания вещества из колонки и необходимый для этого объем элюента.

Примечание: параметры удерживания метсульфурон-метила и сопутствующих экстрактивных веществ могут меняться при использовании новой партии сорбента и растворителей.

2.5.7. Подготовка приборов и средств измерения

Установка и подготовка всех приборов и средств измерения проводится в соответствии с требованиями стандартов и технической документации.

2.6. Проведение определения

2.6.1. Извлечение метсульфурон-метила из проб воды

К образцу предварительно отфильтрованной воды объемом 100 мл, добавляют 2,28 г K₂НРО₄ и перемешивают до растворения соли. Полученный раствор переносят в делительную воронку емкостью 250 мл, промывают трижды хлористым метиленом порциями по 40 мл, встряхивая каждый раз в течение 2 - 3 мин. Нижний органический слой отбрасывают, водную фазу подкисляют 2М ортофосфорной кислотой до pH 3 и экстрагируют метсульфурон-метил хлористым метиленом трижды порциями по 50 мл, встряхивая каждый раз в течение 2 - 3 мин. Объединенный экстракт фильтруют через слой безводного сульфата натрия (2 г), осушитель промывают 10 - 15 мл хлористого метилена. После этого экстракт упаривают досуха на ротационном испарителе при температуре не выше 40 °С. При необходимости проводят дополнительную очистку экстракта на колонке с силикагелем по пункту 2.6.5.

Сухой остаток растворяют в 4 мл подвижной фазы для ВЭЖХ и 20 мкл раствора вводят в жидкостный хроматограф.

2.6.2. Извлечение метсульфурон-метила из проб почвы

Образец воздушно-сухой почвы массой 20 г помещают в коническую колбу емкостью 250 мл с притертой пробкой, добавляют 100 мл 90 %-го водного ацетона и экстрагируют в течение 15 мин на ультразвуковой бане. Суспензию фильтруют на стеклянной воронке через бумажный фильтр «красная лента». Экстракцию повторяют с 50 мл 90 %-ного водного ацетона. Объединенные экстракты упаривают до водного остатка (10 - 15 мл) на роторном испарителе при температуре не выше 40 °С.

Водный остаток переносят в делительную воронку объемом 250 мл, добавляют 90 мл 0,1М раствора K₂НРО₄ и 20 мл хлористого метилена, смесь встряхивают в течение 2 мин. Нижний органический слой отбрасывают, а водную фазу обрабатывают хлористым метиленом еще 2 раза (по 20 мл). Затем водную фазу подкисляют 2М ортофосфорной кислотой до pH 3 и метсульфурон-метил экстрагируют хлористым метиленом трижды по 30 мл, встряхивая делительную воронку каждый раз по 2 - 3 мин*. Объединенный экстракт фильтруют через слой безводного сульфата натрия (2 г), осушитель промывают 10 - 15 мл хлористого метилена. Полученный раствор упаривают на роторном испарителе при температуре не выше 40 °С. Дальнейшую очистку экстракта проводят по пункту 2.6.5**.

2.6.3. Извлечение метсульфурон-метила из проб соломы и зерна зерновых колосовых культур

Навеску измельченной на ножевой мельнице соломы (5 г), или размолотого на лабораторной мельнице зерна (20 г) помещают в коническую колбу емкостью 250 мл и экстрагируют метсульфурон-метил 50 мл 50 %-ного водного ацетона на ультразвуковой установке в течение 15 мин. Суспензию фильтруют через бумажный фильтр «красная лента». Экстракцию повторяют. Объединенный экстракт упаривают на ротационном испарителе при температуре бани не выше 40 °С до полного удаления ацетона (объем ~ 50 мл).

Объединённый водный экстракт промывают трижды гексаном порциями по 30 мл (верхний органический слой отбрасывают), встряхивая делительную воронку каждый раз по 2 - 3 мин*. Дальнейшую очистку экстракта проводят по пункту 2.6.4.

____________

* Отделение водного слоя следует производить только после полного расслоения жидкостей в делительной воронке. В случае образования сравнительно стойких эмульсий для сокращения времени расслоения можно добавить в делительную воронку: на стадии промывки экстрактов гексаном и хлористым метиленом - небольшое количество (до 1 мл) этилового спирта, а на стадии переэкстракции - насыщенный раствор хлорида натрия (15 - 20 мл).

2.6.4. Очистка экстрактов на картриджах Диапак-С16

Полученный по п. 2.6.3 экстракт вносят на картридж. Картридж промывают 50 мл дистиллированной воды. Элюат отбрасывают. Метсульфурон-метил элюируют с картриджа 100 мл смеси ацетон-вода в соотношении 5:95 (п. 2.5.4). Объединенный экстракт упаривают на ротационном испарителе при температуре бани не выше 40 °С до полного удаления ацетона. Из водного раствора экстрагируют метсульфурон-метил хлористым метиленом трижды порциями по 30 мл, встряхивая делительную воронку каждый раз по 2 - 3 мин. Верхний водный слой отбрасывают. Объединённый метиленхлоридный экстракт сушат, пропуская через слой безводного сернокислого натрия (5 г) и упаривают досуха на ротационном испарителе при температуре бани не выше 40 °С. Дальнейшую очистку экстракта проводят по пункту 2.6.5**.

____________

** В случаях, когда очистка экстрактов контрольных проб (п.п. 2.6.2 и 2.6.4) дает удовлетворительные результаты дополнительную очистку на колонке с силикагелем можно исключить.

2.6.5. Очистка экстрактов на колонке с силикагелем

Сухой остаток в колбе, полученный при упаривании очищенных по п.п. 2.6.2 и 2.6.3 экстрактов почвы и растительного материала количественно переносят двумя 5-мл порциями смеси гексан-этилацетат (50:50, по объему) в кондиционированную хроматографическую колонку (п. 2.5.5). Промывают колонку 50 мл элюента № 1, которые отбрасывают. Метсульфурон-метил элюируют 100 мл элюента № 2, собирая элюат в грушевидную колбу емкостью 250 мл. Раствор упаривают досуха на вакуумном ротационном испарителе при температуре не выше 40 °С. Сухой остаток растворяют в 2 мл подвижной фазы для ВЭЖХ и 20 мкл раствора вводят в жидкостный хроматограф.

2.6.6. Условия хроматографирования

Жидкостный хроматограф «Альянс» фирмы Waters с УФ детектором (Waters 2487) или другой с аналогичными характеристиками. Рабочая длина волны 223 нм.

Предколонка Waters Symmetry С-18 для защиты аналитической колонки.

1. Колонка Symmetry С-18 (250×4,6) mm, 5 um (Waters, USA). Температура колонки 30 ± 1 °С. Подвижная фаза: ацетонитрил - 0,005М раствор ортофосфорной кислоты в соотношении 34:66. Скорость потока 1 мл/мин. Время удерживания метсульфурон-метила 12,9 ± 0,1 мин. Объем вводимой пробы 20 мкл. Линейный диапазон детектирования 0,1 - 2,0 мкг/мл.

2. Колонка Nova-Pac С-18 (150×3,9) мм, 4 мкм (Waters, USA). Температура колонки комнатная (в отсутствие термостатирования). Подвижная фаза: ацетонитрил - 0,005М раствор ортофосфорной кислоты в соотношении 28:72 (по объему). Скорость потока элюэнта: 1 мл/мин. Время удерживания метсульфурон-метила 9,8 ± 0,3 мин.

2.6.7. Обработка результатов анализа

Количественное определение проводят методом абсолютной градуировки, содержание метсульфурон-метила в образце воды, почвы или растений (X, мг/кг) вычисляют по формуле:

где S₁ - площадь пика метсульфурон-метила в стандартном растворе, мм;

S₂ - площадь пика метсульфурон-метила в анализируемой пробе, мм;

V - объём пробы, подготовленной для хроматографического анализа, мл;

Р - навеска анализируемого образца, г, (для воды - объем, мл);

С - концентрация стандартного раствора метсульфурон-метила, мкг/мл.

Содержание остаточных количеств метсульфурон-метила в анализируемом образце вычисляют как среднее из 3-х параллельных определений.

Образцы, дающие пики большие, чем стандартный раствор метсульфурон-метила 2 мкг/мл, разбавляют неподвижной фазой для ВЭЖХ.

3. Требования техники безопасности

При проведении работы необходимо соблюдать общепринятые правила безопасности при работе в химических лабораториях, а также инструкции по эксплуатации жидкостного хроматографа и других используемых приборов.

4. Контроль погрешности измерений

Оперативный контроль погрешности и воспроизводимости результатов измерений осуществляется в соответствии с рекомендациями МИ 2335-95. ГСИ. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа.

5. Разработчики

Цибульская И.А., Юзихин О.С., Долженко В.И. (ВНИИ защиты растений).

СОДЕРЖАНИЕ