В последние 40 лет наши знания о химической природе жизни растений и животных и окружающего нас физического мира чрезвычайно возросли благодаря аналитическим возможностям мощных приборов. Чувствительность широко используемых современных методов так высока, что количество вещества в 1 мкг, столь малое, что его нельзя увидеть глазом, может быть легко зарегистрировано и идентифицировано. Некоторые методы позволяют зарегистрировать и идентифицировать даже одну миллионную часть этого количества, 1 пкг. Все эти инструментальные методы основаны на относительно хорошо известных и довольно простых физических и химических законах. Эти методы, принципы, лежащие в их основе, и их характеристики приведены втабл. Х.1 и Х.2 [1].
Таблица Х.1. Инструментальные методы анализа органических соединений 111
Метод
Получаемые данные
Инфракрасная спектрометрия (ИКС)
Характеристический спектр
Спектроскопия ядерного магнитного
Характеристический спектр
резонанса (ЯМР)
Газовая и высокоэффективная жидкостная
Хроматограмма разделенных
хроматография (ГХ и ВЭЖХ)
компонентов смеси
Масс-спектрометрия (МС)
Характеристический масс-спектр
Хромато-масс-спектрометрия (ГХ/МС)
Хроматограмма/масс-спектры
* Современный вариант — ИК-спектрометрия с Фурье преобразованием сигнала (ИК-Фурье).
Большинство анализируемых образцов в экологической аналитической химии представляют собой смеси. Даже при использовании эффективных способов пробоподготовки для выделения интересующих аналитика соединений (целевых компонентов) анализировать обычно все же приходится смесь. Поэтому наиболее эффективны в данном случае гибридные методы анализа, основанные на предварительном разделении компонентов смесей токсичных химических соединений методами газовой (ГХ) [2], высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) [3], ионной или тонкослойной хроматографии (ТСХ) [4] с последующим определением (идентификацией) разделенных соединений с помощью масс-спектрометрии (ГХ/МС) [5J, ИК-спектроскопии (ГХ/ИК-Фурье) [6], ЯМР-спсктроскопии (ГХ/ЯМР) [7] или их комбинаций [8—11], например, с элементспецифическим атомноэмиссионным детектором (АЭД) [12].
1
Таблица Х.2. Характеристики аналитических методов 11 ]
Метод
Число
определяемых
компонентов
Возможности
качественного
анализа
Возможности
количественного
анализа
Предел
обнаружения, г
ИКС
1
Достаточно
хорошие
Хорошие
10-3—10-6
ЯМР
1
Хорошие
Хорошие
10-3
гх
1-300
Плохие
Хорошие
ПН2
ВЭЖХ
1-300
Плохие
Хорошие
ю-9
мс
1-3
Хорошие
Хорошие
10-12
ГХ/iMC
1-300
Хорошие
Хорошие
ю-'2
Применяя гибридные методы, можно в известной мере приблизиться к решению главной проблемы экологической аналитической химии — проблемы достоверной идентификации токсичных химических соединений, особенно летучих органических соединений (ЛОС), которые составляют не менее 80% всех загрязнений окружающей среды, при определении загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве, растительности и пищевых продуктах. Эта проблема имеет принципиальное значение, так как ошибка на стадии идентификации (см. гл. I и II) делает дальнейший анализ бессмысленным.
Наибольшее распространение для обнаружения и идентификации загрязняющих веществ получил метод хромато-масс-спектрометрии [5, 13—15], в том числе и в стандартных методиках [16—20].
