विशेषता और निष्क्रिय Samplers के अनुप्रयोग पानी में कीटनाशकों की निगरानी के लिए

1Department of Aquatic Sciences and Assessment, Swedish University of Agricultural Sciences, 2Center for Chemical Pesticides, Swedish University of Agricultural Sciences
Environment

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Ahrens, L., Daneshvar, A., Lau, A. E., Kreuger, J. Characterization and Application of Passive Samplers for Monitoring of Pesticides in Water. J. Vis. Exp. (114), e54053, doi:10.3791/54053 (2016).

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Abstract

पांच अलग-अलग पानी निष्क्रिय samplers 124 विरासत की माप और वर्तमान खेतों में कीटनाशकों के लिए प्रयोगशाला परिस्थितियों में calibrated किया गया। इस अध्ययन निष्क्रिय नमूना तैयार करने, कैलिब्रेशन, निष्कर्षण विधि और वाद्य विश्लेषण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रदान करता है। नमूना दरों (आर एस) और निष्क्रिय पारखी-पानी विभाजन गुणांक (कश्मीर पीडब्लू) सिलिकॉन रबर, ध्रुवीय कार्बनिक रसायन एकीकृत पारखी POCIS-ए, POCIS-बी, SDB-आर पी एस सी और 18 डिस्क के लिए गणना की गई। चुने गए यौगिकों के तेज उनकी भौतिक गुणों पर निर्भर करता है, यानी, सिलिकॉन रबर अधिक हाइड्रोफोबिक यौगिकों के लिए एक बेहतर तेज से पता चला है (लॉग-octanol पानी विभाजन गुणांक (कश्मीर ओ)> 5.3), जबकि POCIS-ए, POCIS-बी और SDB- आर पी एस डिस्क हाइड्रोफिलिक यौगिकों (लॉग कश्मीर <0.70) के लिए अधिक उपयुक्त थे।

Introduction

कीटनाशकों लगातार जलीय पर्यावरण के लिए पेश कर रहे हैं और जलीय जीवों 1 लिए एक खतरा पैदा कर सकता है। जलीय वातावरण में कीटनाशकों की निगरानी आमतौर पर प्रवाह या प्रासंगिक आदानों (जैसे, वर्षा, संयुक्त सीवर ओवरफ्लो, सीवेज लैगून रिलीज) 2 में उतार चढ़ाव की वजह का उपयोग कर हड़पने के नमूने, हालांकि, इस नमूना तकनीक पूरी तरह से सांद्रता में अस्थायी बदलाव के लिए खाते में नहीं है किया जाता है 3। इस प्रकार, निगरानी के तरीके कीटनाशकों के साथ जुड़े पर्यावरण जोखिम का एक बेहतर आकलन के लिए सुधार करने की जरूरत है। निष्क्रिय नमूना न्यूनतम बुनियादी ढांचे और कम प्रदूषक सांद्रता 4,5 के साथ समय की एक विस्तारित अवधि में सतत निगरानी की अनुमति देता है।

निष्क्रिय samplers भूजल 6 में निगरानी, ​​ताजा पानी 7-10, अपशिष्ट 11 और 12 समुद्री जल के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण होना दिखाया गया है। निगरानी उद्देश्यों के अलावा 15, विष विज्ञान परीक्षण 16,17 के लिए इस्तेमाल किया गया है, और एक विकल्प के रूप sediment- और 18 biomonitoring करने के लिए। निष्क्रिय samplers पानी से लगातार रसायन जमा और भारित औसत (TWA) सांद्रता 14 समय प्रदान करते हैं। दूषित पदार्थों के तेज नमूना दर (आर एस) और निष्क्रिय पारखी-पानी विभाजन गुणांक (कश्मीर पीडब्लू) है, जो निष्क्रिय नमूना डिजाइन, नमूना सामग्री, दूषित पदार्थों के भौतिक गुणों, और पर्यावरण की स्थिति (जैसे, पानी पर निर्भर करता है पर निर्भर करता है अशांति, तापमान) 13,14,19,20।

विस्तृत वीडियो जांचना और पानी में कीटनाशकों के लिए निष्क्रिय samplers लागू करने के लिए कैसे दिखाने के लिए करना है। विशिष्ट उद्देश्यों i) 124 व्यक्ति निष्क्रिय sampl के पाँच विभिन्न प्रकार के उपयोग के लिए कीटनाशकों के लिए तैयार करने, निकासी और वाद्य विश्लेषण प्रदर्शन करने के लिए शामिलसिलिकॉन रबर सहित, नेताओं, ध्रुवीय कार्बनिक रसायन एकीकृत नमूना (POCIS) ए, POCIS-बी, SDB-आर पी एस सी और 18 डिस्क, द्वितीय) आर एस और कश्मीर पीडब्लू एक प्रयोगशाला तेज अध्ययन में कीटनाशकों के लिए आकलन करने के लिए, और तृतीय) ब्याज और कैसे संबंधित निष्क्रिय पारखी के लिए TWA सांद्रता गणना करने का लक्ष्य परिसर के उचित निष्क्रिय नमूना चयन करने के लिए कैसे प्रदर्शित करने के लिए।

संदर्भ मानकों और निष्क्रिय नमूना उपकरणों

लक्ष्य यौगिकों 124 विरासत और वर्तमान में इस्तेमाल कीटनाशकों herbicides, कीटनाशकों और fungicides (तालिका 1) सहित शामिल थे। आंतरिक मानक मिश्रण (मिश्रण है) fenoprop (2,4,5-TP), clothianidin-डी 3, ethion और terbuthylazine-डी 5 शामिल थे। अन्य रसायनों का इस्तेमाल किया मेथनॉल (MeOH), acetonitrile (ACN), एसीटोन (ऐस), क्लोराइड (डीसीएम), cyclohexane (स्विस), एथिल एसीटेट (ईए) शामिल है, पेट्रोलियम एटउसे (पीई), 2-propanol, 25% अमोनिया समाधान, एसिटिक एसिड (HAC) और फार्मिक एसिड (एफए)। पांच अलग निष्क्रिय नमूना उपकरणों सिलिकॉन रबर, POCIS-ए और POCIS-बी, SDB-आर पी एस, और सी 18 डिस्क 1,21 सहित विशेषता थे।

तालिका 1. निष्क्रिय नमूना नमूना दर (आर 'एस, एल दिन -1), पारखी-पानी विभाजन गुणांक (कश्मीर' पीडब्लू, एल किलो -1) और समीकरण (Eq।) के लिए अलग-अलग क्षेत्र के नमूनों में सांद्रता की गणना के लिए इस्तेमाल किया कीटनाशकों एक। (Elsevier से पानी, 1-11, कॉपीराइट (2015) में कीटनाशकों की निगरानी के लिए एक क्रोमैटोग्राफी के जर्नल 1405, लुट्ज़ आहरेंस, Atlasi Daneshvar, अन्ना ई लाउ, जेनी क्रियूगर, पांच निष्क्रिय नमूना उपकरणों की विशेषता से पुनर्प्रकाशित, अनुमति के साथ ।) 22 इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

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Protocol

1. निष्क्रिय नमूना डिजाइन और तैयारी

  1. सिलिकॉन रबर शीट
    1. सिलिकॉन रबर शीट कट (600 मिमी x 600 मिमी, 0.5 मिमी मोटी) एक स्टेनलेस स्टील कटर का उपयोग और (3.2 मिमी x 10 मिमी एक स्टेनलेस स्टील अंधा कीलक का उपयोग कर उन्हें कनेक्ट 2.5 मिमी x 600 मिमी और 2.5 मिमी x 314 मिमी धारियों में ) एक कीलक बंदूक 2.5 मिमी x 914 मिमी (सतह क्षेत्र = 457 सेमी 2, Sorbent बड़े पैमाने = 15.6 जी, मात्रा की कुल पारखी धारी आकार प्राप्त करने के लिए = साथ 22.9 सेमी 3)।
  2. एक Soxhlet तंत्र का एक निकासी के चैम्बर में सिलिकॉन घिसने रखें। निकासी के चैम्बर में 50 मिलीलीटर ईए जोड़ें और 250 मिलीलीटर ईए और एक 500 मिलीलीटर की बोतल दौर फ्लास्क में तीन उबलते पत्थर जोड़ें।
    1. बोतल फ्लास्क और एक कंडेनसर के साथ निकासी चैम्बर कनेक्ट करें। लगभग 80 डिग्री सेल्सियस पर 96 घंटे के लिए Soxhlet निष्कर्षण द्वारा सिलिकॉन घिसने साफ है, और उन्हें कोमल नाइट्रोजन गैस के तहत उसके बाद सूखी।
  3. सिलिकॉन रबर stri संलग्नधारक (चित्रा 1) पर छड़ के आसपास सिलिकॉन रबर पट्टी लपेटकर द्वारा एक स्टेनलेस स्टील मकड़ी नमूना धारक के लिए पीई। धारक केबल संबंधों का उपयोग करने पर एक छड़ी के लिए सिलिकॉन रबर पट्टी के प्रत्येक के अंत संलग्न।

आकृति 1
चित्रा 1. सिलिकॉन रबर के योजनाबद्ध। सिलिकॉन रबर) ऊपर और बी) की ओर देखने से एक स्टेनलेस स्टील मकड़ी नमूना धारक एक करने के लिए सिलिकॉन रबर पट्टी की कुर्की दिखाने के लिए निष्क्रिय नमूना योजनाबद्ध। का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें यह आंकड़ा।

  1. POCIS-ए और POCIS-बी
    1. POCIS-A के लिए, 9.0 सेमी squar से दो 9.0 सेमी के बीच HLB थोक sorbent (सतह क्षेत्र = 1.78 x 10 6 2 सेमी) के 220 मिलीग्राम जगहई polyethersulfone (पी इ एस) झिल्ली (चित्रा 2)।
    2. POCIS-B के लिए, एक sorbent मिश्रण के 220 मिलीग्राम जगह (यानी, hydroxylated polystyrene-divinylbenzene राल (80%) और एक कार्बनमय पी लेनेवाला एक styrene divinylbenzene copolymer पर फैलाया (20%)) (सतह क्षेत्र = 2.82 x 10 6 सेमी 2) दोनों के बीच पी इ एस झिल्ली (चित्रा 2)।
    3. Sorbent और दो ​​स्टेनलेस स्टील के छल्ले मैन्युअल के बीच दो पी इ एस (भीतरी o = 5.4 सेमी) संक्षिप्त और एक स्टेनलेस स्टील नमूना धारक (चित्रा 2) पर इसे सुरक्षित।

चित्र 2
चित्रा 2. निष्क्रिय नमूना डिस्क के योजनाबद्ध। POCIS ए के लिए निष्क्रिय नमूना योजनाबद्ध, बी, SDB-आर पी एस डिस्क और स्टेनलेस स्टील के छल्ले, polyethersulfone का उपयोग कर एक दिखाने) निष्क्रिय पारखी के संयोजन सी 18 डिस्क (पी इ एस) membran POCISes, और प्राप्त चरण, और बी) एक स्टेनलेस स्टील नमूना धारक पर कोडांतरण। यहां यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए क्लिक करें।

  1. SDB-आर पी एस डिस्क और सी 18 डिस्क
    1. बीच SDB-आर पी एस (सतह क्षेत्र = 35 सेमी 2, Sorbent बड़े पैमाने = 0.34 जी, मात्रा = 1.7 सेमी 3) और सी 18 डिस्क (सतह क्षेत्र = 35 सेमी 2, Sorbent बड़े पैमाने = 0.58 जी, मात्रा = 1.7 सेमी 3) की जगह दो पी इ एस झिल्ली (चित्रा 2)। डिस्क और दो ​​स्टेनलेस स्टील के छल्ले मैन्युअल के बीच दो पी इ एस (भीतरी o = 5.4 सेमी) संक्षिप्त और एक स्टेनलेस स्टील नमूना धारक (चित्रा 2) पर इसे सुरक्षित।

2. प्रयोगशाला प्रयोगों तेज

नोट: प्रयोगशाला तेज प्रयोगों मात्रात्मक तेज कश्मीर को चिह्नित करने के लिए प्रदर्शन किया गयानियंत्रित परिस्थितियों में पाँच अलग अलग निष्क्रिय नमूना उपकरणों के लिए 124 व्यक्ति कीटनाशकों के लिए inetics।

  1. आयताकार ग्लास कंटेनर में तेज अध्ययन (प्रत्येक ~ 95 एल) आचरण: टैंक 1) सिलिकॉन रबर (एन = 16), टैंक 2) POCIS-ए (एन 16 =), POCIS-बी (एन 16 =), और टैंक 3 ) SDB-आर पी एस डिस्क (एन = 16), सी 18 डिस्क (एन = 16)। तीन टैंक में प्राकृतिक जल भरें।
  2. एक निरंतर पानी का तापमान (~ 20 डिग्री सेल्सियस) पर और अशांत पानी की स्थिति (~ 10 सेमी सेकंड -1) दो बिजली के प्रत्येक पक्ष पर दीवार से जुड़ी पंपों का उपयोग तहत सभी प्रयोगों प्रदर्शन करना। photodegradation के प्रभाव को कम करने के लिए अंधेरे में प्रयोगों का प्रदर्शन।
  3. एक कीटनाशक मानक मिश्रण 124 एक गिलास सिरिंज का उपयोग कीटनाशक युक्त के साथ एक गिलास कंटेनर स्पाइक (ग ≈ 400 एनजी एल -1 पानी की टंकी में अलग-अलग कीटनाशकों के लिए)। बाहर निष्क्रिय samplers मैन्युअल टैंकों से, के समय के अंतराल 5 में 11, 20, और 26 डी लो,ays, कीटनाशकों के नमूने दरों का निर्धारण करने के लिए।
  4. दिन 0, 5, 11, 20 में 100 मिलीलीटर पानी के नमूने इकट्ठा करके प्रत्येक टैंक में कीटनाशकों की सांद्रता की निगरानी, ​​और 26. पानी के नमूनों के विश्लेषण के रूप में कहीं 21 में वर्णित किया जाता है।
    1. गुणवत्ता नियंत्रण के लिए, 0 दिन में 1 घंटे के लिए कमरे में हवा को खाली नमूनों को बेनकाब और फिर दुकान और उन्हें वास्तविक नमूने के रूप में व्यवहार करते हैं। सभी अर्क के रूप में अच्छी तरह के रूप में 100 मिलीलीटर पानी -18 डिग्री सेल्सियस तक आगे के विश्लेषण पर टैंकों से एकत्र नमूनों की दुकान।

3. नमूना निष्कर्षण

  1. सिलिकॉन रबर
    1. निकासी के लिए पहले, उच्च शुद्धता नाइट्रोजन गैस की एक धारा के तहत सिलिकॉन रबर पट्टी सूखी।
    2. गैस क्रोमैटोग्राफी मास स्पेक्ट्रोमेट्री (जीसी एमएस) विश्लेषण के लिए, Soxhlet निकासी 22 का उपयोग कर ठोस तरल निष्कर्षण के लिए बाहर ले।
      1. सिलिकॉन रबर Soxhlet चिमटा में रखें। जोड़े 250 मिलीलीटर पीई / ऐस (50/50, वी / वी) और 3 बोईदौर बोतल फ्लास्क में लिंग पत्थर।
      2. एक के 100 μl के साथ सिलिकॉन रबर स्पाइक मिश्रण (ग = 5 एनजी मिलीलीटर -1) एक कांच सिरिंज उपयोग कर रहा है। 50 मिलीलीटर पीई / ऐस (50/50, वी / वी) Soxhlet चिमटा में जोड़ें। हीटर पर स्विच और 19 घंटे के लिए Soxhlet निकासी चलाने के लिए और उसके बाद हीटर बंद।
      3. रोटरी 1 मिलीलीटर कोमल नाइट्रोजन झटका नीचे से पीछा वाष्पीकरण द्वारा अर्क ध्यान लगाओ। 1 मिलीलीटर के लिए नाइट्रोजन झटका नीचे के दौरान तीन बार 1 मिलीलीटर सीएच / ऐस (90/10, वी / वी) जोड़कर चर्चा करने / ऐस (90/10, वी / वी) विलायक विनिमय।
    3. तरल क्रोमैटोग्राफी-मिलकर मास स्पेक्ट्रोमेट्री (नियंत्रण रेखा एमएस / एमएस) विश्लेषण के लिए, निष्कर्षण Soxhlet निकासी 22 का उपयोग कर बाहर ले।
      1. सिलिकॉन रबर Soxhlet चिमटा में रखें। 250 एमएल MeOH और दौर बोतल फ्लास्क में 3 उबलते पत्थर और 50 एमएल MeOH Soxhlet चिमटा में जोड़ें। एक के 100 μl के साथ सिलिकॉन रबर स्पाइक मिश्रण (ग = 5 एनजी मिलीलीटर -1) एक गिलास SYR उपयोग कर रहा हैइंगे।
      2. हीटर पर स्विच और 19 घंटे के लिए Soxhlet निकासी चलाने के लिए और उसके बाद हीटर बंद। रोटरी 1 मिलीलीटर कोमल नाइट्रोजन झटका नीचे से पीछा वाष्पीकरण द्वारा अर्क ध्यान लगाओ। 1 मिलीलीटर के लिए नाइट्रोजन झटका नीचे दौरान 1 मिलीलीटर एसीएन जोड़कर एसीएन के लिए विलायक विनिमय।
  2. POCIS-ए और POCIS-बी
    1. POCIS पारखी ध्यान से खोलें और एक पूर्व साफ खाली polypropylene ठोस चरण निष्कर्षण (एसपीई) कारतूस (6 मिलीग्राम) के दो पॉलीथीन (पीई) frits युक्त में एक चिमनी का उपयोग ultrapure पानी के साथ sorbent हस्तांतरण। वैक्यूम द्वारा sorbent सूखा पानी निकालने के लिए। खाली और पैक विशेष कारतूस के वजन रिकॉर्ड Sorbent सामग्री के वजन को नियंत्रित करने के लिए। कृपया ध्यान दें कि अलग कारतूस जीसी एमएस और नियंत्रण रेखा एमएस / एमएस विश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है।
    2. क्षालन करने से पहले, एक के 100 μl के साथ sorbent स्पाइक है मिश्रण (ग = 5 एनजी मिलीलीटर -1) एक कांच सिरिंज का उपयोग। Elute POCIS-ए और POCIS-बी sorbents 5 का उपयोगजीसी एमएस 22 मिलीलीटर ईए।
      1. कोमल नाइट्रोजन झटका नीचे से 1 मिलीलीटर के लिए अर्क ध्यान लगाओ। 1 मिलीलीटर के लिए नाइट्रोजन झटका नीचे के दौरान तीन बार 1 मिलीलीटर सीएच / ऐस (90/10, वी / वी) जोड़कर चर्चा करने / ऐस (90/10, वी / वी) विलायक विनिमय।
    3. 1.5 एमएल MeOH 8 मिलीलीटर डीसीएम / MeOH द्वारा बाद का उपयोग Elute POCIS-ए और POCIS-बी कारतूस (80/20, वी / वी) नियंत्रण रेखा एमएस / एमएस विश्लेषण 22 के लिए। कोमल नाइट्रोजन झटका नीचे से 1 मिलीलीटर के लिए अर्क ध्यान लगाओ। 1 मिलीलीटर के लिए नाइट्रोजन झटका नीचे दौरान 1 मिलीलीटर एसीएन जोड़कर एसीएन के लिए विलायक विनिमय।
  3. SDB-आर पी एस सी और 18 डिस्क
    1. एक गिलास बीकर में SDB-आर पी एस सी और 18 डिस्क की अलग-अलग डिस्क स्थानांतरण और नाइट्रोजन गैस के तहत उन्हें सूखी। 3 मिलीलीटर के साथ 10 मिनट के लिए ईए के 5 मिलीलीटर के साथ एक के 100 μl के साथ डिस्क स्पाइक मिश्रण (ग = 5 एनजी मिलीलीटर -1) एक कांच सिरिंज का उपयोग कर सकते हैं और उन्हें कमरे के तापमान पर एक गिलास बीकर में दो बार sonicate है, पहले और उसके बाद 10 मिनट के लिए ईए की।
    2. स्थानांतरण बोएक ग्लास ट्यूब में वें अर्क, नीचे कोमल नाइट्रोजन झटका द्वारा 2 मिलीलीटर करने के लिए उन्हें ध्यान केंद्रित है, और दो 1 मिलीलीटर भागों में विभाजित कर उन्हें (जीसी एमएस और नियंत्रण रेखा एमएस / एमएस विश्लेषण, क्रमशः के लिए)।
    3. कोमल नाइट्रोजन झटका नीचे से 0.5 मिलीलीटर के लिए अर्क ध्यान लगाओ और सीएच / ऐस करने के लिए विलायक एक्सचेंज (90/10, वी / वी) जीसी एमएस विश्लेषण 22 के लिए। कोमल नाइट्रोजन झटका नीचे से 0.5 मिलीलीटर के लिए अर्क ध्यान लगाओ और नियंत्रण रेखा एमएस / एमएस विश्लेषण के लिए 22 एसीएन के लिए विलायक का आदान-प्रदान।

4. पानी के नमूने

  1. स्पाइक एक के 100 μl के साथ 20 मिलीलीटर पानी के नमूने मिश्रण (ग = 5 एनजी मिलीलीटर -1) एक कांच सिरिंज उपयोग कर रहा है, 3 मिनट के लिए डीसीएम के 3 मिलीलीटर, भंवर जोड़ने के लिए, और जीसी एमएस विश्लेषण 22 के लिए एक चरण विभाजक में छानना।
    1. बाद में दो चरणों अलग हो रहे हैं, एक ग्लास ट्यूब में डीसीएम चरण चूना। निकासी के 3 मिलीलीटर डीसीएम का उपयोग कर दोहराएँ, और 2 मिलीलीटर डीसीएम के साथ ट्यूब कुल्ला। अंत में, कोमल नाइट्रोजन झटका नीचे और Exchan से 0.5 मिलीलीटर के लिए अर्क ध्यान केंद्रितजीई चर्चा करने विलायक / ऐस (90/10, वी / वी)।
  2. बड़ी मात्रा में इंजेक्शन, विधि नियंत्रण रेखा एमएस / एमएस 21 से कहीं वर्णित करने के लिए इसी तरह का उपयोग पानी के नमूनों का विश्लेषण।

5. वाद्य विश्लेषण

  1. जीसी एमएस विश्लेषण
    1. इलेक्ट्रॉन आयनीकरण (ईआई) और नकारात्मक रासायनिक आयनीकरण (NCI) मोड में क्रमश: 22 में जीसी एमएस सिस्टम का उपयोग कर सीएच / ऐस अर्क के वाद्य विश्लेषण करते हैं।
    2. ईआई का उपयोग कर जीसी एमएस विधि के लिए, एक HP-5ms यूआई स्तंभ पर splitless इंजेक्शन विधि के साथ 1 μl (30 मीटर, 0.25 मिमी भीतरी व्यास, 0.25 माइक्रोन फिल्म) की aliquots इंजेक्षन।
    3. जीसी एमएस विधि का उपयोग सीआई के लिए, एक HP-5ms यूआई स्तंभ पर 3 μl (30 मीटर, 0.25 मिमी भीतरी व्यास, 0.25 माइक्रोन फिल्म) की aliquots इंजेक्षन।
  2. एचपीएलसी-एमएस / एमएस विश्लेषण
    1. (-) ईएसआई () और सकारात्मक आयन मीटर एसीएन के वाद्य विश्लेषण प्रदर्शन का उपयोग कर अर्क एचपीएलसी-एमएस / एमएस नकारात्मक में एक electrospray आयनीकरण स्रोत के साथ interfacedस्तोत्र ((+) ईएसआई) 22।
    2. के लिए (+) ईएसआई, 100 μl पतला के एसीएन 900 μl ultrapure पीएच 5 करने के लिए समायोजित एफए का उपयोग कर पानी के साथ निकालता है।
    3. के लिए (-) ईएसआई, पतला एसीएन के 100 μl ultrapure पानी में 1% एफए के 900 μl समाधान के साथ निकालता है।
    4. के लिए (+) ईएसआई, 0.3 मिलीलीटर मिनट -1 के प्रवाह की दर में एक द्विआधारी 2-propanol / मेथनॉल / 10 मिमी अमोनियम formate (6/2/92, वी / वी / वी) और MeOH से मिलकर ढाल का उपयोग करें।
    5. के लिए (-) ईएसआई, 0.3 मिलीलीटर मिनट -1 के प्रवाह की दर में एक द्विआधारी ACN / ultrapure पानी 0.1% HAC और ACN + 0.1% HAC से मिलकर ढाल का उपयोग करें।
    6. दो ऑनलाइन विशेष कॉलम (दोनों 20 एक्स 2 मिमी आईडी और 20-25 माइक्रोन कण आकार), और एक विश्लेषणात्मक स्तंभ (C 18, 100 एक्स 3 मिमी, 3.5 माइक्रोन) 21 का उपयोग कर 500 μl की एक बड़ी मात्रा में इंजेक्शन का उपयोग सभी नमूनों इंजेक्षन।

6. निष्क्रिय नमूने पर थ्योरी

नोट: निष्क्रिय पारखी mediu करने के लिए रसायन के तेज प्रोफ़ाइलरैखिक, वक्रीय और संतुलन (चित्रा 3): मीटर (पी एस एम) तीन वर्गों में बांटा गया है।

चित्र तीन
चित्रा 3. निष्क्रिय नमूना तेज वक्र। ए) और सी) एनजी निरपेक्ष में acetamiprid और dimethoate, क्रमशः की संचित राशि के लिए तेज वक्र, निष्क्रिय samplers (एन टी) में, और बी) और डी) acetamiprid और dimethoate, क्रमशः, एनजी एल में पानी की टंकी एकाग्रता - 1। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

  1. लक्ष्य यौगिकों की संचित राशि (एन 'टी टी जोखिम के दिनों के बाद निष्क्रिय पारखी में विभाजित करके एक निष्क्रिय पारखी के लिए बराबर पानी की मात्रा (वी एल EQ) की गणना (ग डब्ल्यू, एनजी एल -1) द्वारा।
    1 समीकरण (1)
  2. तेज प्रोफ़ाइल के रैखिक तेज चरण से नमूना दर (आर एस, एल दिन -1) निकाले जाते हैं, तैनाती के समय बनाम वी EQ की ढलान लेने के द्वारा।
  3. कश्मीर पीडब्लू (एल किलो -1) व्यक्तिगत समीकरण का उपयोग कर कीटनाशकों के लिए गणना। 2।
    2 समीकरण (2)
    (एनजी) जहां एम पी नमूना प्रति sorbent बड़े पैमाने पर है।
  4. रेखीय तेज चरण में, (ग ​​TWA, एनजी एल -1) Eq का उपयोग कर निष्क्रिय पारखी द्वारा निकाली गई पानी में analyte की TWA एकाग्रता की गणना। 3।
    3 समीकरण (3)
    जहां आर एस एसए हैmpling दर (एल दिन -1), और टी तैनाती के समय (दिन) है।
  5. वक्रीय चरण में, समीकरण का उपयोग कर TWA गणना। 4।
    4 समीकरण (4)
  6. संतुलन चरण में, समीकरण का उपयोग कर TWA गणना। 5।
    5 समीकरण (5)

7. सांख्यिकीय डेटा विश्लेषण

  1. परीक्षण एक शापिरो-विल्क परीक्षा 23 का उपयोग कर डेटा के गैर सामान्य वितरण। कश्मीर पीडब्लू और आर एस के लिए गैर पैरामीट्रिक स्पीयरमैन की वरीयता श्रेणी सहसंबंध का प्रयोग करें बनाम परीक्षण किया कीटनाशकों के भौतिक गुणों (स्पीयरमैन के रो -1 से करने के लिए 1 से लेकर), 24।

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Representative Results

पांच अलग निष्क्रिय नमूना तकनीक 124 विरासत की तेज और सिलिकॉन रबर (चित्रा 1), और POCIS ए, बी POCIS, SDB-आर पी एस सी और 18 डिस्क (चित्रा 2) सहित वर्तमान खेतों में कीटनाशकों के लिए की तुलना में थे। निष्कर्षण विधि और वाद्य विश्लेषण के प्रदर्शन को अनुकूलित किया गया था। प्रयोगशाला तेज प्रयोगों के परिणाम आर 'एस और कश्मीर लॉग ऑन' की गणना पीडब्लू मूल्यों (तालिका 1) व्यक्तिगत कीटनाशकों (चित्रा 3) के लिए तेज प्रोफाइल के आधार पर करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। नतीजे बताते हैं कि सिलिकॉन रबर हाइड्रोफोबिक यौगिकों के लिए अधिक उपयुक्त (लॉग-octanol पानी विभाजन गुणांक (कश्मीर 'ओ)> 5.3), जबकि अधिक ध्रुवीय यौगिकों (लॉग कश्मीर' <0.70) बेहतर POCIS ए, बी POCIS द्वारा उठाए गए थे और SDB-आर पी एस डिस्क (चित्रा 4)। आर 'एस -1 दिन), कश्मीर 'पीडब्लू (एल किलो -1) और समीकरण (Eq।) व्यक्तिगत कीटनाशकों (तालिका 1) 22 के लिए क्षेत्र के नमूनों में सांद्रता की गणना के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

चित्रा 4
चित्रा 4. कश्मीर बनाम निष्क्रिय पारखी प्रकार। व्यक्तिगत सिलिकॉन रबर द्वारा लिया कीटनाशकों के लिए बॉक्स गलमुच्छा भूखंडों (एन = 86), ध्रुवीय कार्बनिक रसायन एकीकृत नमूना (POCIS) ए (एन = 106), POCIS-बी (एन = 110), SDB-आर पी एस डिस्क (एन = 65), और सी 18 डिस्क (एन = 54) उनकी octanol-पानी विभाजन गुणांक (कश्मीर ओ) के संबंध में। नोट: यदि निष्क्रिय पारखी में मतलब कीटनाशक एकाग्रता मतलब पीई की तुलना में था अधिक से अधिक 0.1% कीटनाशकों ही शामिल थेपानी में sticide एकाग्रता। (Elsevier से पानी, 1-11, कॉपीराइट (2015) में कीटनाशकों की निगरानी के लिए एक क्रोमैटोग्राफी के जर्नल 1405, लुट्ज़ आहरेंस, Atlasi Daneshvar, अन्ना ई लाउ, जेनी क्रियूगर, पांच निष्क्रिय नमूना उपकरणों की विशेषता से संशोधित, अनुमति के साथ ।) 22 यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

गुणवत्ता नियंत्रण के लिए, मानक प्रक्रिया, प्रयोगशाला कारतूस के रूप में पहचान (लोद), वसूली, और repeatability की सीमा 23 की जांच की गई। कुछ कीटनाशकों कम एकाग्रता के स्तर पर खाली नमूनों में पाया गया। LODs अंशांकन वक्र जो 3. के शोर अनुपात करने के लिए एक संकेत के मानदंडों को पूरा करती औसत LODs 8.0 पीजी पूर्ण सिलिकॉन रबर, POCIS-A के लिए 1.7 पीजी निरपेक्ष, 1.6 के लिए स्तंभ पर इंजेक्शन थे पर निम्नतम बिंदु के मूल्य के रूप में स्थापित किए गए थे पीजी POCIS-बी, SDB-आर पी एस डिस्क के लिए 3.0 पीजी निरपेक्ष, और 1.6 पीजी सी 18 डिस्क के लिए पूर्ण के लिए पूर्ण। सभी सांद्रता नुकीला द्वारा सही थे मिश्रण है। औसत पद्धति मूल निवासी कीटनाशकों का नुकीला निष्क्रिय नमूनों पर आधारित वसूलियां (एन = 3) 68%, 110%, 92%, 89% और सिलिकॉन रबर के लिए 70%, POCIS-ए, POCIS-बी, SDB-आर पी एस डिस्क और सी थे 18 डिस्क, क्रमशः। व्यक्तिगत कीटनाशकों (एन = 10) 19%, 20%, 16%, 33% और सिलिकॉन रगड़ के लिए 36% के लिए औसत थे repeatabilityदिसंबर, POCIS-ए, POCIS-बी, SDB-आर पी एस डिस्क और सी 18 डिस्क, क्रमशः।

सबसे कीटनाशकों के लिए एक छोटी रेखीय तेज वक्र (5 से 10 दिन) और 26 दिनों के बाद equilibrated, यानी, सिलिकॉन रबर के लिए 124 में से 89, POCIS-A के लिए 124 में से 97, POCIS-B के लिए 124 में से 99, 32 124 के लिए किया था SDB-आर पी एस डिस्क और सी 18 डिस्क के लिए 124 में से 36। इसलिए, सबसे कीटनाशकों के लिए एक लॉग कश्मीर 'पीडब्लू (तालिका 1) की गणना की जा सकती है। एक कीटनाशक संतुलित नहीं किया, तो एक लॉग कश्मीर संतुलन चरण के लिए पीडब्लू 'पीडब्लू गणना लॉग ऑन कश्मीर की तुलना में अधिक होने के लिए मान लिया था'। मंझला आर 'एस (एल दिन -1) सिलिकॉन रबर के लिए 0.86 थे, POCIS-बी, POCIS-A के लिए 0.18, SDB-आर पी एस डिस्क के लिए 0.05 के लिए 0.22 और 0.02 सी 18 डिस्क के लिए। सिलिकॉन रबर के लिए उच्च आर 'एस सिलिकॉन रबर की ऊंची sorbent द्रव्यमान (एम पी) (एम पी द्वारा समझाया जा सकता है (एम पी = 0.22-0.58 जी) की तुलना में। मंझला, कश्मीर पीडब्लू (एल किलो -1) POCIS-B के लिए थे 4.78, 4.56 लॉग ऑन POCIS-A के लिए सिलिकॉन रबर के लिए SDB-आर पी एस डिस्क के लिए 3.17, 3.14 और 2.71 सी 18 डिस्क के लिए। मतभेद अलग सतह के क्षेत्रों (पी), जो POCIS-ए और POCIS-B के लिए अधिक थे (एक पी = 1.78 × 10 6 2 सेमी और 2.82 × 10 6 सेमी 2, क्रमशः) सिलिकॉन रबर की तुलना में (एक पी द्वारा समझाया जा सकता है = 457 सेमी 2), SDB-आर पी एस डिस्क और सी 18 डिस्क (एक पी = 35 दोनों के लिए 2 सेमी)। यह ध्यान रखें कि आर 'एस अलग अंशांकन तरीकों और निष्क्रिय पारखी के प्रकार के बीच भिन्न हो सकते हैं महत्वपूर्ण है, इस तरह वहाँ अंशांकन प्रक्रियाओं 25 के लिए मानकीकृत प्रोटोकॉल को परिभाषित करने की जरूरत है।

इस अध्ययन स्थिर depl उपयोग किया गया थाetion जो फायदा कई प्रतिकृति लेकिन एकाग्रता की कमी, समय के साथ विचार करने की जरूरत के साथ एक सरल सेट-अप किया है। भविष्य तेज अध्ययनों से लगातार जोखिम सांद्रता के साथ या में सीटू यथार्थवादी क्षेत्र तैनाती की स्थिति 19 के तहत प्रवाह के माध्यम से जोखिम के टैंक का उपयोग किया जाना चाहिए। प्राकृतिक जल प्रयोगशाला अंशांकन प्रयोगों में इस्तेमाल किया गया था, हालांकि, डॉक्टर नमूना दरों के निर्धारण पर एक प्रभाव इसके अलावा, हो सकता है। 19 प्रदर्शन और संदर्भ यौगिकों (PRCs), जो तैनाती से पहले निष्क्रिय samplers को नुकीला कर रहे हैं का उपयोग कर सकते हैं में सीटू तेज दरों की गणना और TWA सांद्रता के और अधिक सटीक अनुमान के लिए अनुमति देने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा। 26

(; पी <0.0001 स्पीयरमैन के rho = 0.53 और 0.48, क्रमशः) लॉग सिलिकॉन रबर और सी 18 डिस्क की कश्मीर पीडब्लू लॉग कश्मीर के साथ एक महत्वपूर्ण सकारात्मक संबंध दिखाया।लॉग आर एस मूल्यों के लिए, एक महत्वपूर्ण सकारात्मक संबंध केवल लॉग आर एस के बीच पाया और लॉग सिलिकॉन रबर की कश्मीर (स्पीयरमैन के rho = 0.56, पी <0.0001) था। सामान्य में, कश्मीर विशिष्ट लक्ष्य यौगिकों 14,27 के लिए निष्क्रिय पारखी की उपयुक्तता भविष्यवाणी करने के लिए एक अच्छा पैरामीटर होना दिखाया गया है। विभिन्न कीटनाशकों की एक किस्म एक लॉग कश्मीर -2.6 से 7.0 से लेकर के साथ इस अध्ययन में जांच की गई। सामान्य में, पांच का परीक्षण किया निष्क्रिय samplers सिलिकॉन रबर के लिए अलग-कश्मीर की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ कीटनाशकों (कश्मीर = 0.70 - 7.0) जमा करने के लिए सक्षम थे, POCIS एक (-1.9 - 5.3), POCIS बी (-1.9 - 5.2) , SDB-आर पी एस डिस्क (-1.2 - 4.7) और सी 18 डिस्क (1.3 - 5.3) (चित्रा 4)। हमारे परिणामों से पता चला है कि सिलिकॉन रबर, हाइड्रोफोबिक यौगिकों (लॉग कश्मीर ओ> 5.3) के लिए अधिक उपयुक्त है, जबकिअधिक ध्रुवीय यौगिकों (लॉग कश्मीर <0.70) बेहतर POCIS ए, बी और POCIS SDB-आर पी एस डिस्क (चित्रा 4) द्वारा लिया गया था।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Methanol Merck Millipore 1.06035.2500
Acetonitrile Merck Millipore 1.00029.2500 
Acetone Merck Millipore 1.00012.2500
2-propanol Merck Millipore 1.00272.2500
Dichloromethane Merck Millipore 1.06054.2500
Ammoniak Merck Millipore 1.05428.1000 Purity 25%
Formic acid Sigma-Aldrich 94318-50ML-F Purity ~98%
Ethyl acetate  Sigma-Aldrich 31063-2.5L for pesticide residue analysis
Petroleum ether  Sigma-Aldrich 34491-4X2.5L for pesticide residue analysis
Acetic acid  Sigma-Aldrich 320099-500ML Purity ≥99.7%
Cyclohexane  Fisher Chemicals C/8933/17 for residue analysis
Empty polypropylene SPE Tube with PE frits, 20 μm porosity, volume 6 ml Supelco 57026
Empore SPE Disks, C18, diam. 47 mm Supelco 66883-U Passive sampler
Empore SPE Disks, SDB-RPS (Reversed-Phase Sulfonate), diam. 47 mm Supelco 66886-U  Passive sampler
POCIS-A  EST POCIS-HLB Passive sampler
POCIS-B EST POCIS-Pesticide  Passive sampler
Polyethersulfone (PES) membranes EST PES
Silicone rubber sheet Altec 03-65-4516 Passive sampler
Agilent 5975C Agilent Technologies 5975C GC-MS
HP-5MS UI J&W Scientific HP-5MS Analytical column for GC-MS
Agilent 6460 Agilent Technologies 6460 HPLC-MS/MS
Strata C18–E, 20 x 2 mm id and 20–25 μm particle size Phenomenex Strata C18–E Online SPE column for LC-MS/MS
Strata X, 20 x 2 mm id and 20–25 μm particle size Phenomenex Strata X Online SPE column for LC-MS/MS
Zorbax Eclipse Plus C18 Agilent Technologies Zorbax Eclipse Plus C18 Analytical column for LC-MS/MS
Isolute phase separator, 25 ml Biotage 120-1907-E
Stainless steel blind rivet, 3.2x10 mm Ejot & Avdel 951222

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References

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