Новый подход к определению гербицида 2-метил-4-хлорфеноксиуксусной кислоты в почве

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. В связи с ужесточением гигиенического показателя допустимой концентрации в почве для гербицида на основе производного феноксиуксусной кислоты (МЦПА) с 0,04 до 0,003 мг/кг возникла необходимость оптимизировать аналитические подходы к его определению.

Цель исследования – разработать современный метод для определения МЦПА в почве с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ВЭЖХ-МС/МС), упростив предшествующую методику изменением подготовки проб и исключением процесса дериватизации вещества перед анализом.

Материал и методы. Определение проводили методом тандемной жидкостной масс-спектрометрии с тройным квадрупольным масс-детектором в режиме мониторинга множественных реакций, используя в качестве источника ионов электро-спрей ионизацию. Вещество из проб почвы извлекали раствором гидроксида натрия с последующим подкислением соляной кислотой до рН 3. Дальнейшее очищение экстракта проводили на патроне для твердофазной экстракции на основе сополимера дивинилбензола и N-винилпирролидона.

Результаты. Метод был валидирован на стандартных образцах почв трех различных типов посредством добавок «внесено-найдено». Удалось установить уровень нижнего предела количественного определения МЦПА на уровне 0,001 мг/кг (при установленном значении ПДК – 0,003 мг/кг). Быстрый и чувствительный метод ВЭЖХ-МС/МС позволил значительно сократить время пробоподготовки в сравнении с методами газожидкостной хроматографии (ГЖХ), исключив стадию дериватизации вещества в метиловый эфир.

Ограничения исследования. Разработка проводилась с использованием имеющихся в распоряжении лаборатории стандартных образцов почв трех типов.

Заключение. Разработанный метод включён в Реестр аттестованных методик. Предложенный в методике подход позволяет анализировать большее количество проб за меньшее время и может быть использован при мониторинговых исследованиях уровней МЦПА в почве.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов:
Гречина М.С. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала; статистический анализ; написание текста, редактирование;
Белицкая В.В. – сбор и обработка материала; статистический анализ; написание текста, редактирование.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила в редакцию: 7 июля 2024 / Принята в печать: 12 ноября 2024 / Опубликована: 28 декабря 2024

Об авторах

Марина Сергеевна Гречина

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: grechina.ms@fncg.ru
ORCID iD: 0000-0003-3324-5090
Scopus Author ID: 57203791606

Научный сотрудник отдела аналитических методов контроля ФБУН «Федеральный научный центр гигиены 
им. Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 141014, Московская область, г. Мытищи, Россия

e-mail: grechina.ms@fncg.ru

Виктория Васильевна Белицкая

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Автор, ответственный за переписку.
Email: grechina.ms@fncg.ru
ORCID iD: 0000-0002-7715-3238
Scopus Author ID: 57203779304

Младший научный сотрудник отдела аналитических методов контроля ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 141014, Московская область, г. Мытищи, Россия

e-mail: grechina.ms@fncg.ru

Список литературы

  1. Hiller E., Khun M., Zemanovа L., Bartal M. Investigation ofthe retention and release of the herbicide MCPA by soils and potential environmental impact to groundwater quality. Slovak Geol. Mag. 2006; 12(1): 11–6.
  2. Bojanowska-Czajka A., Drzewicz P., Kozyra C., Nałęcz-Jawecki G., Sawicki J., Szostek B., Trojanowicz M. Radiolytic degradation of herbicide 4-chloro-2-methyl phenoxyacetic acid (MCPA) by γ-radiation for environmental protection. Ecotoxicol Environ Saf. 2006; 65: 265–77. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2005.07.015
  3. FAO Specifications and Evaluations for Agricultural Pesticides. MCPA: Available at: https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/61b89408-9e8c-4fb2-8a57-40ac61c00dfa/content (Accessed 22 July 2024)
  4. PPDB: Pesticide Properties DataBase. Available at: https://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/427.htm (Accessed 22 July 2024)
  5. Kobylecka J., Ptaszynski B., Rogaczewski R., Turek A. Phenoxyalkanoic acid complexes. Part I. Complexes of lead(II), cadmium(II) and copper(II) with 4-chloro-2-methylphenoxyacetic acid (MCPA). Thermochimica Acta. 2003; 407: 25–31. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(03)00287-9
  6. Costa C., Maia S., Silva P., Garrido J., Borges F., Garrido E.M. Photostabilization of Phenoxyacetic Acid Herbicides MCPA and Mecoprop by Hydroxypropyl-β-cyclodextrin. International Journal of Photoenergy. 2013; 4: 8. https://doi.org/10.1155/2013/542783
  7. Hiller E., Khun M., Zemanova L., Jurkovic L., Bartal M. Laboratory study of retention and release of weak acid herbicide MCPA by soils and sediments and leaching potential of MCPA. Plant, Soil and Environment. 2006; 52(12): 550–8. https://doi.org/10.17221/3546-PSE
  8. Haberhauer G., Pfeiffer L., Gerzabek M.H. Influence of molecular structure on sorption of phenoxyalkanoic herbicides on soil and its particle size fractions. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2000; 48: 3722–7. https://doi.org/10.1021/jf9912856
  9. Thorstensen C.W., Lode O., Eklo O.M., Christiansen A. Sorption of Bentazone, Dichlorprop, MCPA, and Propiconazole in Reference Soils from Norway. Journal of Environmental Quality. 2001; 30(6): 2046–52. https://doi.org/10.2134/jeq2001.2046
  10. Pozo O., Pitarch E., Sancho J.V., Hernandez F. Determination of the herbicide 4-chloro-2-methylphenoxyacetic acid and its main metabolite, 4-chloro-2-methylphenol in water and soil by liquid chromatography–electrospray tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography A. 2001; 923(1–2): 75–85. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(01)01006-8
  11. Rahemi V., Garrido J.M., Borges F., Brett C.M., Garrido E.M. Electrochemical sensor for simultaneous determination of herbicide MCPA and its metabolite 4-chloro-2-methylphenol. Application to photodegradation environmental monitoring. Environ Sci Pollut Res Int. 2015; 22(6): 4491–9. https://doi.org/10.1007/s11356-014-3693-y
  12. Cai K., Zhang Y.-P., Bhadury P.S., Lin B., Hu D.-Y., Xu W. Derivatization and Determination of MCPA in Soil by GC. Chromatographia. 2010; 72(9): 933–9. https://doi.org/10.1365/s10337-010-1737-0
  13. Thorstensen C.W., Christiansen A. Determination of bentazone, dichlorprop, and MCPA in different soils by sodium hydroxide extraction in combination with solid-phase preconcentration. J. Agric Food Chem. 2001; 49(9): 4199–202. https://doi.org/10.1021/jf0014415
  14. Analytical method for 2,4-DP-p, 2,4-D, 2,4-DB, MCPA, MCPB, Mecoprop-p and their 2-EHs in soil. https://www.epa.gov/sites/default/files/2019-06/documents/der_-_phenoxys_in_soil_-_mrid_49775206.pdf (Accessed 22 July 2024)
  15. Chin-Kai Meng. Determination of Pesticides in Water by SPE and LC/MS/MS in Both Positive and Negative Ion Modes. Agilent Technologies, Inc. 2008. https://www.agilent.com/cs/library/applications/5989-5320EN.pdf (Accessed 22 July 2024)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Гречина М.С., Белицкая В.В., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 81728 от 11 декабря 2013.