В хроматографических методах анализа разделение компонентов происходит из-за многократного повторения процессов сорбции и десорбции. Если сорбентом служит твердое вещество – процесс адсорбции, если жидкость - абсорбции. В зависимости от агрегатного состояния подвижной и неподвижной фаз различают следующие методы хроматографического анализа;
1. газовая хроматография (ГХ) – подвижной фазой является газ;
1.1 газо-жидкостная хроматография (ГЖХ) – неподвижная фаза – жидкость в виде тонкой пленки на поверхности твердого носителя;
1.2 газо-адсорбционная хроматография (ГАХ) – неподвижная фаза – твердое вещество;
2. жидкостная хроматография (ЖХ) – подвижной фазой служит жидкость;
2.1 жидкостно-жидкостная хроматография (ЖЖХ) – неподвижная фаза – жидкость в виде тонкой пленки на поверхности твердого носителя;
2.2 жидкостно-адсорбционная хроматография (ЖАХ) – неподвижная фаза твердое вещество.
В качестве адсорбентов используют: активированный уголь, оксиды алюминия и магния, силикагель, полимеры.
В качестве жидких неподвижных фаз используют высококипящие нелетучие жидкости, например, полиэтиленгликоль.
В качестве подвижной газовой фазы используют инертные газы: Ar, He, CO2, N2.
В качестве подвижной жидкой фазы используют воду, органические растворители, растворы кислот и оснований.
Если через слой адсорбента пропустить смесь веществ, то они будут по различному удерживаться поверхностью сорбента в зависимости от их химического строения. В результате этого, по мере движения смеси в колонке она разделится на отдельные зоны.
Первым выйдет из колонки наименее сорбирующийся компонент.
Компоненты после разделения в хроматографической колонке попадают в детектор, где измеряется какое-либо свойство компонента, сигнал усиливается и подается на самописец, который регистрирует хроматограмму.
Приборы, используемые в хроматографии, называют хроматографами.
Основные узлы хроматографа:
1-источник подвижной фазы
2-испаритель
3-разделительная хроматографическая колонка
4-детектор
5-усилитель
6-самописец или компьютер
7-принтер
Качественной характеристикой компонента на хроматограмме является время удерживания (tR - время от начала ввода пробы до выхода максимума пика). Время удерживания каждого компонента сравнивают со временем удерживания стандартов и делают вывод о наличии того или иного вещества в исследуемой пробе.
Количественной характеристикой компонентов является площадь пика S, его высота h или произведение времени удерживания на высоту (tR*h).
Для количественного определения чаще используют метод градуировочного графика.
Готовят серию стандартных растворов для каждого компонента исследуемой смеси, регистрируют для них хроматограммы,на них измеряют высоты пиков. Затем регистрируют хроматограмму для исследуемого раствора и по градуировочному графику находят концентрацию.
Хроматографические методы используют для определения пестицидов в объектах окружающей среды. Пестициды – собирательное название ядохимикатов, используемых в сельском хозяйстве для защиты растений и животных и получивших свое название от pestis – зараза, cido – убивать. Это разнообразные химические соединения способны уничтожать или прекращать развитие живых организмов – насекомых, клещей, млекопитающих (грызунов), бактерий, вирусов, споров, грибков, вредной растительности и других сельскохозяйственных вредителей. Это позволяет уменьшить потери урожая, которые составляют в развитых странах около 40%, а в развивающихся более 50%. Пестициды являются одним из загрязнителей, которые сознательно вносятся человеком в окружающую среду. Положительные экономически эффекты от применения пестицидов в сельском хозяйстве сопровождаются негативными последствиями. Пестициды поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира , снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для самого человека. В идеальном случае пестицид, оказав требуемое воздействие на вредителя, должен был бы сразу разрушиться, образовав безвредные продукты разложения. Однако большинство пестицидов представляют собой устойчивые трудно растворимые соединения, у которых непосредственно используется 4-5% внесенного количества, а остальная масса рассеивается в агроэкосистеме, попадая в почву, растения и другие компоненты окружающей среды, что создает сложные экологические проблемы. Поэтому в некоторых странах мира начинают уменьшать дозы применения пестицидов или полностью от них отказываются. В настоящее время уделяется большое внимание созданию препаратов избирательного действия, направленных только против вредных организмов. Эти работы основываются на биохимических различиях организмов.
Классификация пестицидов:
1.по цели воздействия ( сорная растительность, вредные насекомые, теплокровные животные) пестициды подразделяются на следующие основные группы:
Альгициды – для уничтожения водорослей и другой сорной растительности в водоемах;
Акарициды – для борьбы с растительноядными клещами (кельтан);
Антирезистенты – специальные добавки, снижение устойчивости насекомых к отдельным веществам;
Антисептики – для предохранения деревянных и других неметаллических материалов от разрушения микроорганизмами;
Афициды – для борьбы с тлями;
Бактерициды – для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями растений;
Гербициды – для уничтожениясорной растительности, в сельскохозяйственной практике применяются как общеистребительные гербициды, уничтожающие все растения на обрабатываемой площади, так и избирательные, губительно действующие только на сорную растительность (пропанид, нитрохлор).
Дефолианты – для удаления листьев;
Дефлоранты – для удаления цветков и завязей;
Зооциды – для борьбы с грызунами;
Инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми (ДДТ, ГХЦГ, гептахлор);
Фунгициды – для борьбы с возбудителями грибковых заболеваний растений; фунгициды обычно делят на две основные подгруппы для вегетирующих растений и протравители семян.
2.по способу получения и химической структуре (хлорорганические, ртутьорганические, фосфорорганические, цианистые и др.)
Хлорорганические – могут вызывать острые или хронические отравления с поражением печени, центральной и периферической нервной системы и других жизненно важных органов и систем. В настоящее время принимаются меры к замене соединений более безопасными.
Ртутьорганические – в организме данные пестициды быстро проникают во все его органы и ткани (особенно богатые липидами), с чем, по мнению ряда исследователей, связанно преимущественное поражение нервной системы при отравлении химическими препаратами. При остром отравлении ртутьорганическими соединениями отмечаются расстройства со стороны сердечно-сосудистой системы, изменения в печени, желудке, в костном мозге, периферической крови и т. д.
Все пестициды являются полифункциональными кумулятивными ядами: поражают желудочно-кишечный тракт, являются канцерогенами, тератогенами, аллергенами, мутагенами.
h –высота пика; tR –время удерживания
