Разработка способа измерения массовой концентрации цианидов в почве с использованием газовой хроматографии и тандемного масс-селективного детектирования

Конвенцией о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении под международный контроль в области нераспространения химического оружия поставлены CN-содержащие токсичные химикаты, такие как табун и его многочисленные гомологи и аналоги, насчитывающие во всех вариациях углеродных радикалов около 10 тыс. органических соединений; синильная кислота; хлорциан и другие. Кроме того, CN-содержащие токсичные химикаты представляют собой опасные технологические и экологические загрязнители. Наиболее распространенными и сложными объектами окружающей среды при анализе цианидов являются почвы. Цель работы – разработать способ измерения массовой концентрации цианидов в почве, имеющий преимущество по чувствительности и трудоемкости осуществления в сравнении с приятым в Российской Федерации фотометрическим способом. Разработанный способ предполагает использование в качестве дериватизирующего агента 2,3,4,5,6-пентафторбензилбромид и газовую хроматографию с применением тандемного масс-селективного детектирования в условиях отрицательной химической ионизации метаном. Он позволяет осуществлять идентификацию и количественное определение цианид-ионов в почве в диапазоне 0,7 нг/г–10,0 мкг/г, что более чем на три десятичных порядка превосходит по чувствительности включенный в федеральный реестр фотометрический метод того же назначения. Способ для своего осуществления не требует применения в качестве внутреннего стандарта изотопов цианистого калия с радиоактивными метками углерода и калия, и менее продолжителен по времени.

1. Johnson C.A. The fate of cyanide in leach wastes at gold mines: An environmental perspective // Appl. Geochem. 2015. V. 57. P. 194–205.

2. Shifrin N.S., Beck B.D., Gauthier T.D. et al. Chemistry, toxicology, and human health risk of cyanide compounds in soils at former manufactured gas plant sites // Regul. Toxicol. Pharmacol. 1996. V. 23. P. 106–116.

3. Hilson G., Monhemius A.J. Alternatives to cyanide in the gold mining industry: What prospects for the future? // J. Clean. Prod. 2006. V. 14. P. 1158–1167.

4. Куценко С.А., Бутомо Н.В., Гребенюк А.Н. и др. Военная токсикология, радиобиология и медицинская защита: учебник / Под. ред. Куценко С.А. Спб. 2004.

5. Shifrin N.S., Beck B.D., Gauthier T.D. et al. Chemistry, toxicology, and human health risk of cyanide compounds in soils at former manufactured gas plant sites // Regul. Toxicol. Pharmacol. 1996. V. 23. P. 106–116.

6. Campanella B., Biancalana L., D'Ulivo L. et al. Determination of total cyanide in soil by isotope dilution GC/MS following pentafluorobenzyl derivatization // Analyt. Chimica Acta. 2017. V. 961. P.74–81. http://dx.doi.org/10.1016/j.aca.2017.01.026

7. Tsikas D. Pentafluorobenzyl bromide – versatile derivatization agent in chromatography and mass spectrometry. I. Analysis of inorganic anions and organophosphates // J. Chromatogr. B. 2017. V. 1043. P. 187–201. http://dx.doi.orgj10.1016/j.jchromb.2016.08.015

8. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. Изд. второе, перераб. и доп. М. 2015.