Оптимізація аналітичного контролю у воді залишкових кількостей пестицидів системи захисту картоплі

Introduction. One of the main agricultural crops of Ukraine is the potato – the most favorite and indispensable food product for millions of our compatriots. One of the most important conditions for the integrated protection of crops is the control of the correct pesticide formulations application, the element of which is to determine the content of their active substances in the objects of the environment.The aim of the study – to develop a method for the analytical determination of thiamethoxam, imidacloprid, metrubuzine, dimetomorph, azoxystrobin, oxathiapiproline and famoxadone in water in their co-presence.Research Methods. The method of reverse-phase high-performance liquid chromatography with ultraviolet detection was used. Statistical processing of the results was carried out using the package of statistical programs IBM SPSS Statistics Base v.22 and MS Excel.Results and Discussion. As a result of the conducted laboratory researches, the most optimal chromatographic conditions were selected, including mobile phase (acetonitrile + water in the ratio (50+50) and (70+30)) using gradient elution. The optimal wavelength for the research was 245 nm. The retention time (min) for: thiamethoxamis 3.5±0.1; imidacloprid – 4.1±0.1; metrubuzin – 6.3±0.1; E isomer of dimethomorph – 8.5±0.1; Z isomer of dimethomorph – 8.9±0.1; azoxystrobin – 9.5±0.1; oxathiapiroline – 10.2±0.1 and famoxadone – 12.1±0.1. We developed the optimal conditions for the chromatographic determination of thiamethoxam, imidacloprid, metribuzin, dimethomorph, azoxystrobin, oxathiapiproline and famoxadone in a joint presence in the water sample: wavelength – 245 nm, gradient elution conditions selected for different gradient profiles of the two components of the mobile phase, acetonitrile and water 50+50; 70+30; 50+50).Conclusion. The optimal conditions of extraction and chromatography of the studied substances at a copresence in the water sample provide control of their content with a limit of quantitative determination of each compound of 0.0002 mg/dm3.Вступление. Одной из основных сельскохозяйственных культур Украины является картофель – самый любимый и незаменимый пищевой продукт для миллионов наших соотечественников. Одна из важнейших условий интегрированной защиты сельскохозяйственных культур – контроль за правильным применением пестицидных препаратов в системе химической защиты, элементом которой является определение содержания их действующих веществ в объектах окружающей среды.Цель исследования – разработать методику аналитического определения тиаметоксама, имидаклоприда, метрибузина, диметоморфа, азоксистробина, оксатиапипролина и фамоксадона в воде при их совместном присутствии.Методы исследования. Применен метод обратно-фазовой  высокоэффективной жидкостной хроматографии с ультрафиолетовым детектированием. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета статистических программ IBM SPSS Statistics Base v.22 и MS Exсel.Результаты и обсуждение. В результате проведенных лабораторных исследований подобраны наиболее оптимальные условия  хроматографирования, в том числе подвижная фаза (ацетонитрил+вода в соотношении (50+50) и (70+30)) с использованием градиентного элюирования. Оптимальная длина волны при выполнении исследований составляла 245 нм. Время удерживания (мин) составляло: тиаметоксама – 3,5±0,1; имидаклоприда – 4,1±0,1; метрибузина – 6,3±0,1; Z изомера диметоморфа – 8,5±0,1; Z изомера диметоморфа – 8,9±0,1; азоксистробина – 9,5±0,1; оксатиапипролина – 10,2±0,1; фамоксадона – 12,1±0,1. Разработаны оптимальные условия хроматографического определения тиаметоксама, имидаклоприда, метрибузина, диметоморфа, азоксистробина, оксатиапипролина и фамоксадона при совместном присутствии в пробе воды (длина волны – 245 нм), подобраны условия градиентного элюирования при различных профилях градиента концентраций двух компонентов подвижной фазы – ацетонитрила и воды (50+50; 70+30; 50+50).Вывод. Разработанные оптимальные условия экстракции и хроматографирования исследуемых веществ при совместном присутствии в пробе воды обеспечивают контроль их содержания с пределом количественного определения каждого соединения 0,0002 мг/дм3.Вступ. Однією з основних сільськогосподарських культур України є картопля – найулюбленіший та незамінний харчовий продукт для мільйонів наших співвітчизників. Одна з найважливіших умов інтегрованого захисту сільськогосподарських культур – контроль за правильним застосуванням пестицидних препаратів у системі хімічного захисту, елементом якої є визначення вмісту їх діючих речовин в об’єктах довкілля.Мета дослідження – розробити методику аналітичного визначення тіаметоксаму, імідаклоприду, метрибузину, диметоморфу, азоксистробіну, оксатіапіпроліну та фамоксадону у воді при їх сумісній присутності.Методи дослідження. Застосовано метод обернено-фазової  високоефективної рідинної хроматографії з ультрафіолетовим детектуванням. Статистичну обробку результатів проводили з використанням пакета статистичних програм IBM SPSS Statistics Base v.22 та MS Exсel.Результати й обговорення. В результаті проведених лабораторних досліджень підібрано найбільш оптимальні умови хроматографування, в тому числі рухому фазу (ацетонітрил+вода у співвідношенні (50+50) та (70+30)) з використанням градієнтного елюювання. Оптимальна довжина хвилі при виконанні досліджень складала 245 нм. Час утримування (хв) становив: тіаметоксаму – 3,5±0,1; імідаклоприду – 4,1±0,1; метрибузину – 6,3±0,1; Е ізомеру диметоморфу – 8,5±0,1; Z ізомеру диметоморфу – 8,9±0,1; азоксистробіну – 9,5±0,1; оксатіапіпроліну – 10,2±0,1; фамоксадону – 12,1±0,1. Розроблено оптимальні умови хроматографічного визначення тіаметоксаму, імідаклоприду, метрибузину, диметоморфу, азоксистробіну, оксатіапіпроліну та фамоксадону при сумісній присутності в пробі води (довжина хвилі – 245 нм), підібрано умови градієнтного елюювання при різних профілях градієнта концентрацій двох компонентів рухомої фази – ацетонітрилу і води (50+50; 70+30; 50+50).Висновок. Розроблені оптимальні умови екстракції та хроматографування досліджуваних речовин при сумісній присутності в пробі води забезпечують контроль їх вмісту з межею кількісного визначення кожної сполуки 0,0002 мг/дм3

Assessment of Ecotoxicological Hazard and Risk of Contamination of Groundwater with Different Groups of Pesticides.

The aim of our work was to determine ecotoxicological risk of herbicides, insecticides, fungicides of different chemical classes with different mechanisms of action by the method of Melnikov M.M. and leaching potential index by the method of Sergeev S.G. and co-workers. It was established that in soil and climatic conditions of Ukraine ecotoxicological hazard of studied herbicides by (1-6) orders of magnitude, fungicides – by (3-5) orders, insecticides – by (2-3) orders lower than DDT. The least ecotoxic are herbicides of the last generations, then fungicides and the most ecotoxic are insecticides and herbicides of the old first generations. It was proved the high danger of groundwater contamination with studied herbicides, insecticides and fungicides, except for mesotrione, the application of which has moderate danger in the soil and climatic conditions of Ukraine. It was shown that in soil and climatic conditions of Ukraine, ability of migration from the soil into groundwater of metribuzin, thiamethoxam, paclobutrazole is high, topramezone and mesotrione – moderate, for other substances – low; in terms of hygienic standards in the ground itallows to avoid them getting into the soil flow and minimize the danger of groundwater contamination to public healt

Аналітичне забезпечення гігієнічного контролю залишкових кількостей оксатіапіпроліну в об’єктах навколишнього середовища та картоплі

Introduction. Providing of analytical control over the application of pesticides in environmental objects and agricultural products – is a mandatory component of preregistration studies of new compounds. The most common method for the control of pesticides application in theUkraine is high performance liquid chromatography.The aim of the study – to develop analytical methods for оxathiapiprolin determination in the air, water, soil and potatoes for hygiene monitoring of compliance with hygienic standards in the environment and agricultural raw materials.Research methods. Оxathiapiprolin – is a compound from new рiperidinyl-thiazole-isoxazolines chemical class. For investigation the HPLC method was used.Results and Discussion. Optimal conditions of oxathiapiprolin chromatography were established: mobile phase – acetonitrile mixture + bidistilled water (75+25), UV detector wavelength – 260 nm, thermostat column temperature – 30 °С. Retention time – 4.6±0.1 minutes. Linear detection range is 0.5–10.0 mg/ml. Dependence of calibration area (S) peaks of the substance on its concentration (r) described by linear regression equation: Soxathiapiprolin = 272.4 + 36315.7´r.The best results are obtained when concentrating the air on a filter paper “blue ribbon” followed by extraction with acetone. When choosing extractants to оxathiapiprolin determination in water, the best result obtained with ethylacetate; soil – with acetone, potatoes – with a mixture of acetonitrile + 0.5 % aqueous phosphoric acid, followed by purification of extracts by adsorption.Conclusions. Thus, developed analytical methods meet modern requirements, are selective and allow to control oxathiapiprolin content in water at detection limit level – 0.002 mg/dm3, air of working zone – 0.2 mg/m3, atmosphere air – 0.003 mg/m3, soil – 0.03 mg/kg, potato – 0.003 mg/kg.Вступление. Обеспечение аналитического контроля за использованием пестицидов в объектах окружающей среды и сельскохозяйственной продукции – обязательная составляющая предрегистрационных испытаний новых веществ. Наибольшее распространение для контроля за применением пестицидов в Украине получил метод высокоэффективной жидкостной хроматографии.Цель исследования – разработать аналитические методы определения оксатиапипролина в воздухе, воде, почве и картофеле для гигиенического контроля за соблюдением гигиенических нормативов в объектах окружающей среды и сельскохозяйственном сырье.Методы исследования. Оксатиапипролин – соединение нового химического класса пиперидинил-тиазол-изоксазолинов. Для исследования использовано метод высокоэффективной жидкостной хроматографии.Результаты и обсуждение. Были установлены оптимальные условия хроматографирования оксатиапипролина: подвижная фаза – смесь ацетонитрил+бидистилированная вода (75+25), длина волны УФ-детектора – 260 нм, температура термостата колонки – 30 оС. Время удерживания в данных условиях составляло (4,6±0,1) мин. Линейный диапазон детектирования – 0,5–10,0 мкг/мл. Градуировочная зависимость площади (S) пиков исследуемого вещества от его концентрации (r) описана уравнением линейной регрессии: Sоксатиапипролина = 272,4+36315,7´r.Наилучшие результаты получены при концентрировании воздуха на бумажный фильтр “синяя лента” c дальнейшей экстракцией вещества ацетоном. При выборе экстрагентов для определения оксатиапипролина в воде наилучшие результаты получено с этилацетатом, в почве – с ацетоном, в картофеле – со смесью ацетонитрил+0,5 % водный раствор ортофосфорной кислоты с дальнейшим очищением экстрактов проб почвы и картофеля с помощью адсорбционной хроматографии.Вывод. Разработанные аналитические методы соответствуют современным требованиям, являются селективными и позволяют контролировать оксатиапипролин в воде на уровне предела обнаружения – 0,002 мг/дм3, в воздухе рабочей зоны – 0,2 мг/м3, в атмосферном воздухе – 0,003 мг/м3, в почве – 0,03 мг/кг, в картофеле – 0,003 мг/кг.Вступ. Забезпечення аналітичного контролю за використанням пестицидів в об’єктах довкілля та сільськогосподарській продукції – обов’язкова складова передреєстраційних досліджень нових сполук. Найбільше поширення  для контролю за застосуванням пестицидів в Україні отримав метод високоефективної рідинної хроматографії.Мета дослідження – розробити аналітичні методи визначення оксатіапіпроліну в повітрі, воді, ґрунті й картоплі для гігієнічного контролю за дотриманням гігієнічних нормативів в об’єктах довкілля та сільськогосподарській сировині.Методи дослідження. Оксатіапіпролін – сполука нового хімічного класу піперидиніл-тіазол-ізоксазолінів. Для дослідження використано метод високоефективної рідинної хроматографії.Результати й обговорення. Було встановлено оптимальні умови хроматографування оксатіапіпроліну: рухома фаза – суміш ацетонітрил+бідистильована вода (75+25), довжина хвилі УФ-детектора – 260 нм, температура термостата колонки – 30 °С. Час утримування за даних умов становив (4,6±0,1) хв. Лінійний діапазон детектування – 0,5–10,0 мкг/мл. Градуювальна залежність площі (S) піків досліджуваної речовини від її концентрації (r) описана рівнянням лінійної регресії: Sоксатіапіпроліну = 272,4+36315,7´r.Найкращі результати отримано при концентруванні повітря на паперовий фільтр “синя стрічка” з подальшою екстракцією речовини ацетоном. При виборі екстрагентів для визначення оксатіапіпроліну у воді найкращі результати одержано з етилацетатом, у ґрунті – з ацетоном, у картоплі – із сумішшю ацетонітрил+0,5 % водний розчин ортофосфорної кислоти з подальшим очищенням екстрактів проб ґрунту та картоплі за допомогою адсорбційної хроматографії.Висновок. Розроблені аналітичні методи відповідають сучасним вимогам, є селективними та дозволяють контролювати оксатіапіпролін у воді на рівні межі виявлення – 0,002 мг/дм3, у повітрі робочої зони – 0,2 мг/м3, в атмосферному повітрі – 0,003 мг/м3, у ґрунті – 0,03 мг/кг, у картоплі – 0,003 мг/кг

Analytical support of hygienic control of оxathiapiprolin residual amounts in environmental objects and potatoes

Introduction. Providing of analytical control over the application of pesticides in environmental objects and agricultural products – is a mandatory component of preregistration studies of new compounds. The most common method for the control of pesticides application in theUkraine is high performance liquid chromatography.The aim of the study – to develop analytical methods for оxathiapiprolin determination in the air, water, soil and potatoes for hygiene monitoring of compliance with hygienic standards in the environment and agricultural raw materials.Research methods. Оxathiapiprolin – is a compound from new рiperidinyl-thiazole-isoxazolines chemical class. For investigation the HPLC method was used.Results and Discussion. Optimal conditions of oxathiapiprolin chromatography were established: mobile phase – acetonitrile mixture + bidistilled water (75+25), UV detector wavelength – 260 nm, thermostat column temperature – 30 °С. Retention time – 4.6±0.1 minutes. Linear detection range is 0.5–10.0 mg/ml. Dependence of calibration area (S) peaks of the substance on its concentration (r) described by linear regression equation: Soxathiapiprolin = 272.4 + 36315.7´r.The best results are obtained when concentrating the air on a filter paper “blue ribbon” followed by extraction with acetone. When choosing extractants to оxathiapiprolin determination in water, the best result obtained with ethylacetate; soil – with acetone, potatoes – with a mixture of acetonitrile + 0.5 % aqueous phosphoric acid, followed by purification of extracts by adsorption.Conclusions. Thus, developed analytical methods meet modern requirements, are selective and allow to control oxathiapiprolin content in water at detection limit level – 0.002 mg/dm3, air of working zone – 0.2 mg/m3, atmosphere air – 0.003 mg/m3, soil – 0.03 mg/kg, potato – 0.003 mg/kg.Вступление. Обеспечение аналитического контроля за использованием пестицидов в объектах окружающей среды и сельскохозяйственной продукции – обязательная составляющая предрегистрационных испытаний новых веществ. Наибольшее распространение для контроля за применением пестицидов в Украине получил метод высокоэффективной жидкостной хроматографии.Цель исследования – разработать аналитические методы определения оксатиапипролина в воздухе, воде, почве и картофеле для гигиенического контроля за соблюдением гигиенических нормативов в объектах окружающей среды и сельскохозяйственном сырье.Методы исследования. Оксатиапипролин – соединение нового химического класса пиперидинил-тиазол-изоксазолинов. Для исследования использовано метод высокоэффективной жидкостной хроматографии.Результаты и обсуждение. Были установлены оптимальные условия хроматографирования оксатиапипролина: подвижная фаза – смесь ацетонитрил+бидистилированная вода (75+25), длина волны УФ-детектора – 260 нм, температура термостата колонки – 30 оС. Время удерживания в данных условиях составляло (4,6±0,1) мин. Линейный диапазон детектирования – 0,5–10,0 мкг/мл. Градуировочная зависимость площади (S) пиков исследуемого вещества от его концентрации (r) описана уравнением линейной регрессии: Sоксатиапипролина = 272,4+36315,7´r.Наилучшие результаты получены при концентрировании воздуха на бумажный фильтр “синяя лента” c дальнейшей экстракцией вещества ацетоном. При выборе экстрагентов для определения оксатиапипролина в воде наилучшие результаты получено с этилацетатом, в почве – с ацетоном, в картофеле – со смесью ацетонитрил+0,5 % водный раствор ортофосфорной кислоты с дальнейшим очищением экстрактов проб почвы и картофеля с помощью адсорбционной хроматографии.Вывод. Разработанные аналитические методы соответствуют современным требованиям, являются селективными и позволяют контролировать оксатиапипролин в воде на уровне предела обнаружения – 0,002 мг/дм3, в воздухе рабочей зоны – 0,2 мг/м3, в атмосферном воздухе – 0,003 мг/м3, в почве – 0,03 мг/кг, в картофеле – 0,003 мг/кг.Вступ. Забезпечення аналітичного контролю за використанням пестицидів в об’єктах довкілля та сільськогосподарській продукції – обов’язкова складова передреєстраційних досліджень нових сполук. Найбільше поширення  для контролю за застосуванням пестицидів в Україні отримав метод високоефективної рідинної хроматографії.Мета дослідження – розробити аналітичні методи визначення оксатіапіпроліну в повітрі, воді, ґрунті й картоплі для гігієнічного контролю за дотриманням гігієнічних нормативів в об’єктах довкілля та сільськогосподарській сировині.Методи дослідження. Оксатіапіпролін – сполука нового хімічного класу піперидиніл-тіазол-ізоксазолінів. Для дослідження використано метод високоефективної рідинної хроматографії.Результати й обговорення. Було встановлено оптимальні умови хроматографування оксатіапіпроліну: рухома фаза – суміш ацетонітрил+бідистильована вода (75+25), довжина хвилі УФ-детектора – 260 нм, температура термостата колонки – 30 °С. Час утримування за даних умов становив (4,6±0,1) хв. Лінійний діапазон детектування – 0,5–10,0 мкг/мл. Градуювальна залежність площі (S) піків досліджуваної речовини від її концентрації (r) описана рівнянням лінійної регресії: Sоксатіапіпроліну = 272,4+36315,7´r.Найкращі результати отримано при концентруванні повітря на паперовий фільтр “синя стрічка” з подальшою екстракцією речовини ацетоном. При виборі екстрагентів для визначення оксатіапіпроліну у воді найкращі результати одержано з етилацетатом, у ґрунті – з ацетоном, у картоплі – із сумішшю ацетонітрил+0,5 % водний розчин ортофосфорної кислоти з подальшим очищенням екстрактів проб ґрунту та картоплі за допомогою адсорбційної хроматографії.Висновок. Розроблені аналітичні методи відповідають сучасним вимогам, є селективними та дозволяють контролювати оксатіапіпролін у воді на рівні межі виявлення – 0,002 мг/дм3, у повітрі робочої зони – 0,2 мг/м3, в атмосферному повітрі – 0,003 мг/м3, у ґрунті – 0,03 мг/кг, у картоплі – 0,003 мг/кг