Определение зарина и зомана в промышленных выбросах газохроматографическим методом с применением пульсирующего пламенно-фотометрического детектора

Разработаны методики газохроматографического определения микроколичеств зарина и зомана в промышленных выбросах на уровне 1,0 · 10^–6 мг/м³. Улавливание и концентрирование целевого аналита проводили с помощью специально разработанного пробоотборного фторопластового патрона, заполненного предварительно подготовленным сорбентом Tenax TA с зернением 60/80 меш и объемом 8 см³. Сконцентрированные вещества из пробоотборного патрона извлекали усовершенствованным методом термодесорбции, суть которого заключается в том, что помимо инертного газа-носителя, в десорбции участвуют горячие пары растворителя, образующиеся в результате введения в полость пробоотборного патрона жидкого растворителя и его последующего нагреве до 200 °C. Экспериментально доказана бóльшая эффективность модифицированного метода термодесорбции по сравнению с классическими методами извлечения целевых веществ из сорбентов. Содержание зарина и зомана определяли газохроматографически с использованием газового хроматографа Varian CP-3800, оснащенного пульсирующим пламенно-фотометрическим детектором, разделение смеси проводили на капиллярной колонке VF-5ms. Исследована чувствительность классического пламенно-фотометрического детектора и пульсирующего пламенно-фотометрического детектора к зарину и зоману. Разработанные методики имеют относительную погрешность определения 27 %, а продолжительность анализа одной пробы составляет 3 ч 30 мин. Методики были апробированы при анализе реальных объектов контроля, соответствующим образом аттестованы и внедрены в практическую работу.

1. Рыбальченко И. В. Идентификация токсичных химикатов / Росс. хим. журн. 2002. Т. 46. № 4. С. 64 – 70.

2. Растегаев О. Ю., Чупис В. Н., Марьин В. И. и др. Фосфорорганические отравляющие вещества. Свойства и методы определения. — Саратов: ООО «Фиеста-2000», 2009. — 219 с.

3. Popiel S., Sankowska M. Determination of chemical warfare agents and related compounds in samples by solid-phase microextraction with gas chromatography environmental / J. Chromatogr. A. 2011. Vol. 1218. N 47. P. 8457 – 8479. DOI: 10.1016/j.chroma.2011.09.066

4. Terzic O., Swahn I., Cretu G., et al. Gas chromatography — full scan mass spectrometry determination of traces of warfare agents and their impurities in air samples by inlet based thermal desorption of sorbent tubes / J. Chromatogr. A. 2012. Vol. 1225. P. 182 – 192. DOI: 10.1016/j.chroma.2012.01.003

5. Новиков С. В. Аналитическое сопровождение работ по ликвидации химического оружия / Рос. хим. журн. 2007. Т. LI. № 2. С. 109 – 118.

6. Станьков И. Н., Сергеева А. А., Деревягина И. Д., Коновалов К. В. Газохроматографическое определение микроколичеств зарина, зомана и O-изобутилового-S-2-(N,N-диэтиламино)-этилового эфира метилтиофосфоновой кислоты (вещества типа VX) в воде / Журн. аналит. химии. 2003. Т. 58. № 2. С. 182 – 186.

7. Игнатьев В. А., Петракова Л. В., Понсов М. А., Родионов А. А. Поиск оптимальных параметров газохроматографического комплекса при определении зарина в пробах воды пламенно-фотометрическим детектированием / Вест. войск РХБ защиты. 2019. Т. 3. № 3. С. 203 – 216. DOI: 10.35825/2587-5728-2019-3-3-203-216

8. Eden Joy Pacsial-Ong, Zoraida P. Aguilar. Chemical warfare agent detection: a review of current trends and future perspective / Front. Biosci. (Schol Ed) 2013. Vol. 5. N 2. P. 516 – 543. DOI: 10.2741/S387

9. Уткин А. Ю., Ситников В. Б., Станьков В. Б. и др. МВИ № 031-01-132-05. Методика выполнения измерений массовой концентрации зарина в атмосферном воздухе населенных мест газохроматографическим методом.

10. Уткин А. Ю., Ситников В. Б., Сергеева А. А. и др. МВИ № 031-01-133-05. Методика выполнения измерений массовой концентрации зомана в атмосферном воздухе населенных мест газохроматографическим методом.

11. Valdez C. A., Leif R. N. Analysis of Organophosphorus-Based Nerve Agent Degradation Products by Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS): Current Derivatization Reactions in the Analytical Chemist’s Toolbox / Molecules. 2021. Vol. 26. N 15. 4631. DOI: 10.3390/molecules26154631

12. Kelly J. T., Qualley A., Hughes G. T., et al. Improving Quantification of tabun, sarin, soman, cyclosarin, and sulfur mustard by focusing agents: A field portable gas chromatography-mass spectrometry study / J. Chromatogr. A. 2021. Vol. 1636. 461784. DOI: 10.1016/j.chroma.2020.461784

13. Barr J. R., Driskell W. J., Aston L. S., Martinez R. A. Quantitation of metabolites of the nerve agents sarin, soman, cyclohexylsarin, VX, and Russian VX in human urine using isotope-dilution gas chromatography-tandem mass spectrometry / J. Anal. Toxicol. 2004. Vol. 28. N 5. P. 372 – 378. DOI: 10.1093/jat/28.5.372

14. Akinori Yamaguchi. Development of Analytical Technology to Improve the Ability to Detect and Identify Toxic Substances Used in Terrorism and Crime / Hokkaido University Graduate School of Chemical Sciences and Engineering, Bioanalytical Chemistry Laboratory, Doctoral Theses, 2022. DOI: 10.14943/doctoral.k14920

15. Растегаев О. Ю. Общие принципы обоснования диапазонов измерений аналитических методик для использования в экологической сфере / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. № 4. Т. 77. С. 73 – 76.