ХТА пестицидов. Химикотоксикологический анализ пестицидов
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
Выделение гептахлора из крови. В пробирку с притертой пробкой вносят 2 мл крови, 10 мл диэтилового эфира и смесь взбалтывают 15 мин. После разделения фаз сливают эфирную вытяжку, а кровь еще 2 раза взбалтывают с диэтиловым эфиром (порциями по 10 мл). Эфирные вытяжки соединяют, прибавляют к ним 5 г безводного сульфата натрия и взбалтывают. Эфирную вытяжку сливают с сульфата натрия и выпаривают досуха. В сухих остатках определяют наличие гептахлора. Обнаружение гептахлора. Предварительный анализ: Проводят аналогично исследованию на гексахлорциклогексан. Обнаруживают органически связанный хлор: 1. с помощью химических реакций; 2. с помощью метода хроматографии в тонком слое сорбента. Оба варианта предварительных испытаний имеют отрицательное судебно- химическое значение. Основное исследование: 1. Реакция с диэтиламином. В пробирку вносят 1-2 мл раствора исследуемого вещества в дихлорэтане. Затем по стенке пробирки приливают 5-7 капель реактива, состоящего из одного объема диэтиламина и двух объемов 0,1М раствора гидроксида калия в метиловом спирте. Смесь взбалтывают. При 24 наличии гептахлора в пробе жидкость приобретает зеленую окраску, которая быстро исчезает. 2. Реакция с диэтаноламином. В пробирку вносят 1-2 мл раствора исследуемого вещества в дихлорэтане и прибавляют несколько капель реактива (смесь 1 части диэтаноламина и двух частей раствора гидроксида калия в метиловом спирте). Появление фиолетовой окраски указывает на наличие гептахлора в пробе. 3. Реакция с диэтаноламином специфична для обнаружения гептахлора. Реакцию можно проводить капельным методом. Полоску фильтровальной бумаги смачивают смесью диэтаноламина и 0,1М раствором гидроксида калия в метиловом спирте. Бумагу подсушивают на воздухе и наносят на нее каплю исследуемого раствора. При наличии гептахлора в пробе на бумаге появляется фиолетовое или сиреневое пятно. 4. Реакция с анилином и пиридином. В пробирку вносят 2-3 мл раствора исследуемого вещества в бензоле, прибавляют 5 капель аналина и 2 капли 0,1М раствора гидроксида калия в метиловом спирте. Пробирку помещают на 15 с на кипящую водяную баню, затем вносят в нее 1 мл пиридина и снова пробирку помещают на 10 с на кипящую водяную баню. Содержимое пробирки перемешивают. При наличии гептахлора в пробе через 1-3 мин раствор приобретает темно-зеленую окраску. 5. Реакция с раствором гидроксида калия. К части извлечения прибавляют 1 мл 0,1 М раствора гидроксида калия в метаноле и взбалтывают. Пробирку помещают на 30 с в водяную баню, затем прибавляют 1 мл бензола. Постепенно развивается розовое или пурпурное окрашивание. Количественное определение. 1. Аргентометрия после отщепления органически связанного хлора. 2. Газожидкостная хроматография. 25 Севин (карбарил, арилат, ветокс, динапон, карбамат, карботокс, севинокс) – 1-нафтил-N-метилкарбамат Является представителем ариловых эфиров N-метилкарбаминовой кислоты. Физические свойства. Белое кристаллическое вещество (т.пл. 142 0 С) слаборастворимое в воде, хорошо растворимое в большинстве органических растворителей. В нейтральных, кислых и щелочных растворах севин гидролизуется. Одним из продуктов его гидролиза является -нафтол. Токсикологическое значение. Этот препарат выпускается в виде 50-85% смачивающегося порошка, дуста и гранул. Применяется как высокоэффективный инсектицид контактно- кишечного действия для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур и деревьев. В течение сезона его используют 1-2 раза, чередуя с такими препаратами, как фосфамид и др. В основе токсического действия лежит торможение активности холинэстеразы, нарушение синтеза биогенных аминов. Севин оказывает неблагоприятное действие на паренхиматозные органы, эндокринную систему, генеративную функцию организма, обладает эмбриотоксическим, тератогенным и мутагенным действием. Описаны отравления средней тяжести при приеме внутрь 250 мг препарата. Смертельные отравления наблюдались в случае приема внутрь 0,5 л 80% суспензии. При смертельных отравлениях наблюдается отек легких. Севин быстро всасывается из желудка. Через 5 мин после поступления севина в желудок он появляется в крови, а через 30 мин отмечается максимальное накопление его в органах. Через 2-3 сут. после попадания в организм севин не O-CO-NH-CH3 26 обнаруживается в биоматериале. Метаболитом севина является -нафтол и ряд других соединений. 1. Окисление 2.Окисление и гидролиз Объекты исследования: препараты - пестицид внутренние органы трупа кровь продукты питания Изолирование севина из биологического материала. 100 г измельченного биологического материала вносят в колбу вместимостью 500 мл, прибавляют воду до получения кашицеобразной массы, а затем прибавляют 100 мл бензола. O-CO-NH-CH3 гидролиз OH + O-CO-NH-CH2OH CH2O+NH3+CO2 O-CO-NH-CH3 O-CO-NH-CH3 OH КОНЪЮГАЦИЯ O-CO-NH-CH3 O - CH-(CHOH)3-CH-COOH O 27 Содержимое колбы настаивают 4 ч при периодическом взбалтывании. После этого бензольную вытяжку сливают с биологического материала, который еще 2 раза настаивают по 2 ч с новыми порциями бензола (по 50 мл). Бензольные вытяжки соединяют и фильтруют через бумажный фильтр. Профильтрованные объединенные бензольные вытяжки вносят в колбу, из которой под вытяжным шкафом на водяной бане отгоняют бензол до сухого остатка. Сухой остаток растворяют в 5 мл этилового спирта, полученный раствор используют для обнаружения севина. Обнаружение севина. Предварительный анализ. Хроматография в тонком слое сорбента. На линию старта хроматографической пластинки наносят каплю исследуемого раствора. Пятно подсушивают на воздухе, а затем пластинку вносят в камеру для хроматографирования, на дно которой налит хлороформ. После того, как жидкость поднимется на 10 см выше линии старта, пластинку вынимают из камеры, подсушивают на воздухе и облучают УФ-светом. При наличии севина и его метаболита ( -нафтола) в пробе пятна их флуоресцируют. После облучения пластинки УФ-светом ее опрыскивают раствором диазотированной сульфаниловой кислоты. При этом пятна на пластинке приобретают красную окраску. Метод имеет отрицательное судебно-химическое значение. Хроматографию в тонком слое сорбента можно использовать для разделения севина и -нафтола. На хроматографическую пластинку наносят растворы веществ-свидетелей севина, -нафтола и в виде полосы извлечение из биологического объекта, хроматографируют в описанных выше условиях и после подсушивания хроматограммы обрабатывают реагентами-проявителями только зоны адсорбции веществ-свидетелей. Зоны, соответствующие на хроматограмме пятнам севина и -нафтола, элюируют этиловым спиртом и исследуют отдельно. Разделение севина и -нафтола можно также осуществить экстракционным методом. Бензольный раствор, содержащий севин и - 28 нафтол, испраяют досуха. К остатку добавляют раствор гидроксида натрия и хлороформ. Севин переходит в органический растворитель, хлороформный слой отделяют и исследуют на севин. К водной фазе, содержащей нафтолят натрия, добавляют раствор хлористоводородной кислоты для его перевода в -нафтол и хлороформ. Смесь экстрагируют. Хлороформный слой отделяют и исследуют на -нафтол. Обнаружение севина проводят с помощью микрокристаллоскопических реакций: 1. Реакция с пикриновой кислотой. К сухому остатку после удаления растворителя прибавляют 1-2 капли 1% раствора пикриновой кислоты. Через 15 мин образуются темно-желтые кристаллы в виде снопов и пучков. 2. Реакция перекристаллизации из хлороформа или спирта. Несколько капель хлороформного или спиртового раствора помещают на предметное стекло. После испарения растворителя при комнатной температуре под микроскопом наблюдают одиночные крестообразные и папоротникообразные кристаллы и их сростки. 3. Реакция с 2% раствором хлорида ртути (II). К сухому остатку после удаления растворителя прибавляют 1-2 капли 2% раствора хлорида ртути (II). Наблюдают бесцветные кристаллы в виде вытянутых шестиугольников и призм. 4. Гидролиз севина до -нафтола и его обнаружение. Обнаружение -нафтола проводят реакциями: 1. Реакция с со смесью хлорида меди (II) и бромида натрия (купробромидом натрия). При добавлении к 1 мл спиртового раствора исследуемого вещества 1 мл свежеприготовленной смеси хлорида меди и бромида натрия и нагревании наблюдают красно-фиолетовую или сине-фиолетовую окраску. 2. Реакция с диазотированной сульфаниловой кислотой. Реактив можно использовать для обработки хроматограммы. Наблюдают красную окраску. 29 3. Реакция с 4-аминоантипирином и гексацианоферратом (II) калия. Наблюдают оранжево-красную окраску, при добавлении хлороформа – хлороформный слой окрашиваетя в орнажево-красный цвет. 4. Реакция с хлоридом железа (III). При добавлении к 1 мл раствора -нафтола 1-2 капель свежеприготовленного хлорида железа (III) наблюдают розово- фиолетовое окрашивание. Количественное определение севина и -нафтола проводят фотометрическим методом по реакции с купробромидом натрия (или диазотированной сульфаниловой кислотой). ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЕСТИЦИДОВ, ПРОИЗВОДНЫХ ФОСФОРСОДЕРЖАЩИХ ПЕСТИЦИДОВ Фосфорсодержащие соединения являются одним из наиболее важных классов ядохимикатов, применяемых в сельском хозяйстве. В настоящее время для указанной цели используется свыше ста представителей этого класса соединений. Они применяются как инсектициды, гербициды, акарициды, нематоциды, дефолианты, фунгициды и т.д. В фосфорсодержащих органических соединениях связь между фосфором и углеродом может быть различной. Атомы фосфора с углеродом могут быть связаны через атомы кислорода или серы. В некоторых ядохимикатах этого класса фосфор непосредственно связан с углеродом. Вещества, в которых фосфор непосредственно связан с углеродом, называются фосфорорганическими соединениями (ФОС). Вещества, в которых фосфор связан с углеродом через атомы серы, кислорода или атомы других элементов, называются органическими соединениями фосфора. Широкое применение фосфорорганических ядохимикатов в сельском хозяйстве обусловлено тем, что многие из них имеют ряд ценных свойств и некоторые преимущества перед другими ядохимикатами. Ряд 30 фосфорсодержащих органических соединений обладает высокой инсектицидной и акарицидной активностью.Большинство этих соединений относительно быстро разлагается в организмах животных и людей, поэтому они не накапливаются в больших количествах в органах и тканях теплокровных и почти не вызывают хронических отравлений. Большинство фосфорсодержащих ядохимикатов в растениях, почве и в других объектах внешней среды разлагается в течение нескольких недель. Недостатком органических фосфорсодержащих ядохимикатов является их относительно высокая токсичность. Некоторые органические соединения фосфора могут проникать через неповрежденную кожу, не вызывая на ней каких- либо видимых изменений. Поступившие таким образом в организм фосфорсодержащие органические соединения вызывают острые отравления. Поэтому при работе с этими веществами необходимо строго соблюдать соответствующие меры предосторожности. Высокая токсичность ФОС объясняется угнетающим действием этих веществ на ферментные системы людей и животных. Особенно сильно они угнетают ацетилхолинэстеразу, которая играет важную роль в регуляции физиологических процессов организма. ФОС фосфорилируют активные центры ацетилхолинэстеразы, в результате чего она теряет способность регулировать процессы разложения ацетилхолина, что приводит к нарушению ряда функций организма. Действие ФОС на организм нельзя объяснить только влиянием их на ацетилхолинэстеразу. Очевидно, в организме есть и другие чувствительные к этим веществам биохимические системы. Это подтверждается тем, что ряд хорошо очищенных ФОС (карбофос, тиофос и др.) в условиях эксперимента (в пробирках) не вызывают угнетения ацетилхолинэстеразы, но после введения в организм проявляют высокую токсичность. Холинэстеразная проба является общей для обнаружения большинства ФОС, которые понижают активность ацетилхолинэстеразы. 31 Производные тиофосфорной кислоты Метафос (О,О- диметил-паранитрофенил-тиофосфат) Физические свойства. Метафос – белое кристаллическое вещество, слабо растворяется в воде, хорошо растворяется в органических растворителях. Технический метафос – желтая или коричневая жидкость с неприятным запахом. Выпускается в виде 2,5% дуста, 20% концентрата эмульсии и 30% смачивающегося порошка. Токсикологическое значение. Метафос применяется как контактный инсектицид и акарицид для обработки плодовых деревьев, виноградников, зерновых, овощных и технических культур. Метафос относится к сильнодействующим ядовитым веществам. Обладает резко выраженной токсичностью, местного действия не оказывает. При пероральном введении метафос быстро проникает в кровь. При отравлении метафосом уменьшается содержание гемоглобина и увеличивается количество метгемоглобина. В процессе метаболизма в организме окисляется с образованием более токсичного продукта и гидролизуется до п-нитрофенола. п-нитрофенол NO2 O P H3CO H3CO S ГИДРОЛИЗ 2CH3OH + H2S + H3PO4 + HO NO2 H3CO H3CO P O NO2 ОКИСЛЕНИЕ O более токсичное вещество H3CO H3CO P O NO2 S 32 Трихлорметафос - (О,О –диметил-О-2,4,5-трихлорфенил-тиофосфат) Физические свойства. Белое кристаллическое вещество, слабо растворяется в воде, хорошо в органических растворителях. Инсектицид и акарицид контактного действия. Используется против плодовых клещей, тлей и других насекомых при обработке садов, для обеззараживания складских помещений. Изолирование метафоса (трихлорметафоса) из биологического материала. В колбу вместимостью 500 мл вносят 100 г мелкоизмельченного биологического материала, прибавляют воду до получения кашицеобразной массы и 100 мл хлороформа. Содержимое колбы оставляют на 4 ч при частом взбалтывании. Затем отделяют хлороформ, а биологический материал еще два раза настаивают с хлороформом (порциями по 50 мл) в течение 2 ч при частом взбалтывании. Хлороформные вытяжки соединяют, фильтруют и выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 10 мл хлороформа и исследуют. S O P H3CO H3CO Cl Cl Cl 33 Предварительный анализ (общий для всех фосфорсодержащих пестицидов) 1. Метод ТСХ, проявитель – орто-толидин и пероксид водорода – оранжевые пятна. 2. После минерализации образуется Н 3 РО 4 Реакции: а) с магнезиальной смесью NH 4 Cl H 3 PO 4 + MgSO 4 + 3NH 4 OH MgNH 4 PO 4 + (NH 4 ) 2 SO 4 + 3H 2 O белый б) с молибдатом аммония H 3 PO 4 + 12(NH 4 ) 2 МоO 4 + 12HNO 3 (NH 4 ) 3 PO 4 12MoO 3 + 21NH 4 NO 3 + 12 H 2 O желтый 3. После сплавления с металлическим натрием метафос, карбофос, трихлорметафос (ТХМ) – черный белый оранжевый ТХМ, хлорофос – NaCl - с нитратом серебра – белый осадок 4. Холинэстеразная проба АХ+ фермент АХЭ холин + CH 3 COOH + БТС (индикатор) индикатор изменяет окраску с синей на желтую Если в извлечении содержатся ФОС, то ФОС+ АХ + фермент АХЭ ФОС-АХЭ + АХ + БТС - индикатор не изменяет окраску Na2S PbS ZnS Sb2S3 34 Основное исследование: Признак наличия метафоса – желтый цвет извлечения (п-нитрофенол) 1. Разделение метафоса и п-нитрофенола (основного метаболита) метафос + метафос - п-нитрофенолят – водная фаза п-нитрофенол 2. Обнаружение продуктов гидролиза метафоса пикриновая кислота + белые нитки шерстяные и шелковые (желтеют –белок), хлопчатобумажные (остаются белыми) Доказательство трихлорметафоса проводится по предварительным для ФОС реакциям и реакции обнаружения органически связанного хлора. Количественное определение Общие методы: 1. Фотоколориметрия по реакции образования молибденовой сини S NO2 O P H3CO + 2CH3OH + Na2S + H3PO4 HO NO2 H3CO OH NO2 HNO3 H2SO4 NO2 OH O2N NO2 NO2 HO NaOH + CHCl3 CHCl3 HCl + CHCl3 35 После извлечения и минерализации образуется с молибдатом аммония восстанавливают аскорбиновой кислотой, образуется молибденовая синь Мо 2 О 5 ·Мо 2 О 3 ·6Н 2 О 2.Газожидкостная хроматография – детектор термоионный Частные методы: 3.Фотоколориметрия по образованию п-нитрофенола. Производные дитиофосфорной кислоты Карбофос - О, О -диметил-дикарбэтоксиэтил-дитиофосфат Физические свойства: Карбофос – бесцветная жидкость с характерным неприятным запахом. Он слабо растворяется в воде, хорошо в большинстве оргнических растворителей. Технический препарат - темно-бурая жидкость с неприятным запахом. Выпускается в виде концентрата эмульсии, содержащего 30-60% действующего вещества. |