Определение 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты и ее метаболита в почвах методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии после предварительного концентрирования с применением магнитного угля на основе рисовой шелухи

Abstract

Предложен способ определения 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и ее метаболита – 2,4-дихлорфенола (2,4-ДХФ) в почвах. 2,4-Д и 2,4ДХФ из почвы выделяли экстракцией раствором щелочи. Из экстракта аналиты извлекали с помощью сорбента на основе наночастиц магнетита и угля, полученного сжиганием рисовой шелухи, и десорбировали метанолом. В полученном концентрате 2,4-Д и 2,4-ДХФ переводили в метиловые эфиры и определяли их методом ГХ-МС. Пределы обнаружения 2,4-Д и 2,4-ДХФ составили соответственно 3.0 и 0.08 мкг/кг. В качестве реального объекта для анализа распределения гербицида «Балерина» (этилгексиловый эфир 2,4-Д) и его продукта деградации выбран выщелоченный чернозем (граница Ставропольского и Краснодарского краев). Через день после внесения препарата концентрация 2,4-Д в поверхностном слое почвы составила 119 мкг/кг. Существенное влияние на продвижение 2,4-Д по почвенному профилю оказывает выпадение осадков. Наибольшее снижение концентрации 2,4-Д установлено между 3 и 10 днями после внесения препарата. Через месяц после применения гербицида концентрации 2,4-Д составили 31, 18 и 11 мкг/кг на глубинах 10, 30 и 50 см соответственно, в поверхностном слое почвы 2,4-Д не обнаружен. 2,4-ДХФ в детектируемых количествах присутствовал на 16 день после применения гербицида, его деградация протекает значительно медленнее 2,4-Д. Через 1.5 месяца концентрация 2,4-ДХФ составила 0.53, 0.45 и 0.22 мкг/кг на глубинах 10, 30 и 50 см соответственно. В этот же срок 2,4-Д по всему почвенному профилю не обнаружен.

A method for determining 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and its metabolite 2,4-dichlorophenol (2,4-DСР) in soils is proposed. 2,4-D and 2,4-DСР were extracted from the soil by an alkali solution. The analytes were recovered from the extract using a sorbent based on magnetite nanoparticles and coal obtained by burning rice husk, and desorbed by methanol. 2,4-D and 2,4-DСР in the concentrate thus obtained were converted to methyl esters and determined using the GC-MS method. The quantification limit (LOQ) of 2,4-D and 2,4-DCP were 3.0 μg/kg and 0.08 μg/kg, respectively. Leached black soil (from the border of Stavropol and Krasnodar Territories) was selected as a real object for analyzing the distribution of the herbicide "Ballerina" (ethylhexyl ester of 2,4-D) and its degradation product. A day after applying the herbicide, the concentration of 2,4-D in the surface layer of the soil was 119 μg/kg. Atmospheric precipitation has a significant effect on motion of 2,4-D along the soil profile. The most significant decrease in the concentration of 2,4-D was observed between 3 and 10 days after application of the herbicide. A month after application of the herbicide, the concentration of 2,4-D was 31, 18 and 11 μg/kg at the depths of 10, 30 and 50 cm, respectively; no 2,4-D was detected in the surface soil layer. Detectable amounts of 2,4-DСР appeared on 16-th day after application of the herbicide; 2,4-DСР degrades much slower than 2,4-D. After 1.5 months, the concentration of 2,4-DСР was 0.53, 0.45 and 0.22 μg/kg at the depths of 10, 30 and 50 cm, respectively. At the same time, 2,4-D was not detected throughout the soil profile.