Казанский (Приволжский) федеральный университет

Определение диквата и параквата методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в объектах экомониторинга

И.М. Фицев, А.Ю. Лихачева, А.М. Сайфутдинов, А.З. Мухарлямова, С.Л. Мохтарова, Ж.Р. Насыбуллина

Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности, г. Казань, 420075, Россия

ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ

Полный текст PDF

DOI: 10.26907/2542-064X.2021.1.61-71

Для цитирования: Фицев И.М., Лихачева А.Ю., Сайфутдинов А.М., Мухарлямова А.З., Мохтарова С.Л., Насыбуллина Ж.Р. Определение диквата и параквата методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в объектах экомониторинга // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2021. – Т. 163, кн. 1. – С. 61–71. – doi: 10.26907/2542-064X.2021.1.61-71.

For citation: Fitsev I.M., Likhacheva A.Yu., Sayfutdinov A.M., Mukharlyamova A.Z., Mokhtarova S.L., Nasybullina Z.R. Determination of diquat and paraquat by high performance liquid chromatography in areas of environmental monitoring. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2021, vol. 163, no. 1, pp. 61–71. doi: 10.26907/2542-064X.2021.1.61-71. (In Russian)

Аннотация

В работе представлены результаты определения пестицидов класса четвертичных аммониевых соединений (ЧАС) – диквата и параквата – в объектах экомониторинга. Определение ЧАС проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с УФ-детектированием, применяя для пробоподготовки твердофазную экстракцию. Результаты ВЭЖХ определения ЧАС подтверждали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии – квадрупольной времяпролетной масс-спектрометрии (ВЭЖХ-МС) с ионизацией электрораспылением. По результатам исследований установлено, что в образцах почвы, на которых выращивали подсолнечник, пшеницу и картофель, обнаружен дикват, среднее содержание которого составило 0.17 ± 0.02 мг/кг, что ниже его максимально допустимого уровня. Исследования природных поверхностных вод водоемов, расположенных в непосредственной близости от сельхозугодий, подвергавшихся обработке ЧАС, не выявили в них гербицидов данной группы.

Ключевые слова: экомониторинг природных объектов, четвертичные аммониевые соединения, дикват, паракват, высокоэффективная жидкостная хроматография, квадрупольная времяпролетная масс-спектрометрия

Благодарности. Авторский коллектив выражает благодарность Испытательному центру ФГБНУ «Федеральный Центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности («ФЦТРБ-ВНИВИ») за предоставленное аналитическое оборудование.

Литература

Greenlee A.R., Ellis T.M., Berg R.L. Low-dose agrochemicals and lawn-care pesticides induce developmental toxicity in murine preimplantation embryos // Environ. Health Perspect. – 2004. – V. 112, No 6. – P. 703–709. – doi: 10.1289/ehp.6774.
Pateiro-Moure M., Arias-Estévez M., Simal-Gandara J. Competitive and non-competitive adsorption/desorption of paraquat, diquat and difenzoquat in vineyard-devoted soils // J. Hazard. Mater. – 2010. – V. 178, No 1–3. – P. 194–201. – doi: 10.1016/j.jhazmat.2010.01.063.
Karuppagounder S.S., Ahuja M., Buabeid M., Parameshwaran K., Abdel-Rehman E., Suppiramaniam V., Dhanasekaran M. Investigate the chronic neurotoxic effects of diquat // Neurochem. Res. – 2012. – V. 35, No 5. – P. 1102–1111. – doi: 10.1007/s11064-012-0715-3.
Rodríguez-Martínez S., Wakamatsu K., Galván I. Increase of the benzothiazole moiety content of pheomelanin pigment after endogenous free radical inducement // Dyes Pigm. – 2020. – V. 180. – Art. 108516, P. 1–4. – doi: 10.1016/j.dyepig.2020.108516.
Jia P., Ji S., Zhang H., Chen Y., Wang T. Piceatannol ameliorates hepatic oxidative damage and mitochondrial dysfunction of weaned piglets challenged with diquat // Animals (Basel). – 2020. – V. 10, No 7. – Art. 1239, P. 1–15. – doi: 10.3390/ani10071239.
García J.J., López-Pingarrón L., Almeida-Souza P., Tres A., Escudero P., García-Gil F.A., Tan D.-X., Reiter R.J., Ramírez J.M., Bernal-Perez M. Protective effects of melatonin in reducing oxidative stress and in preserving the fluidity of biological membranes: A review // J. Pineal Res. – 2014. – V. 56, No 3. – P. 225–237. – doi: 10.1111/jpi.12128.
Marklund S., Marklund G. Involvement of the superoxide anion radical in the autoxidation of pyrogallol and a convenient assay for superoxide dismutase // Eur. J. Biochem. – 1974. – V. 47, No 3. – Р. 469–474. – doi: 10.1111/j.1432-1033.1974.tb03714.x.
Franco R., Li S., Rodriguez-Rocha H., Burns M., Panayio M.I. Molecular mechanisms of pesticide-induced neurotoxicity: Relevance to Parkinson’s disease tidis // Chem.-Biol. Interact. – 2010. – V. 188, No 2. – P. 289–300. – doi: 10.1016/j.cbi.2010.06.003.
Freire C., Koifman S. Pesticide exposure and Parkinson’s disease: Epidemiological evidence of association // Neurotoxicology. – 2012. – V. 33, No 5. – P. 947–971. – doi: 10.1016/j.neuro.2012.05.011.
Bonneh-Barkay D., Reaney S.H., Langston W.J., Di Monte D.A. Redox cycling of the herbicide paraquat in microglial cultures // Mol. Brain Res. – 2005. – V. 134, No 1. – P. 52–56. – doi: 10.1016/j.molbrainres.2004.11.005.
Waring J.F., Jolly R.A., Ciurlionis R., Lum P.Y., Praestgaard J.T., Morfitt D.C., Ulrich R.G. Clustering of hepatotoxins based on mechanism of toxicity using gene expression profiles // Toxicol. Appl. Pharmcol. – 2001. – V. 175, No 1. – P. 28–42. – doi: 10.1006/taap.2001.9243.
Siroka Z., Svoboda M., Svobodova Z., Nagl I. A case of diquat poisoning in pigs // Vet. Med. – 2019. – V. 64, No 11. – P. 505–511. – doi: 10.17221/87/2019-VETMED.
Sesin V., Dalton R.L., Boutind C., Robinson S.A., Bartlett A.J., Pick F.R. Macrophytes are highly sensitive to the herbicide diquatdibromide in test systems of varying complexity // Ecotoxicol. Environ. Saf. – 2018. – V. 165. – P. 325–333. – doi: 10.1016/j.ecoenv.2018.08.033.
Фицев И.М. Шлямина О.В., Мухарлямова А.З., Мохтарова С.Л., Рахметова Э.Р., Мухамметшина А.Г., Насыбуллина Ж.Р. Хромато-масс-спектрометрический скрининг стойких органических загрязнителей в экомониторинге объектов жизнедеятельности // Бутлеровские сообщения. – 2020. – Т. 62, Вып. 6. – С. 89–97. – doi: 10.37952/ROI-jbc-01/20-62-6-89.
Рахметова Э.Р., Фицев И.М., Мухарлямова А.З., Буркин К.Е., Сайфутдинов А.М., Шлямина О.В., Насыбуллина Ж.Р. Применение высокоэффективной жидкостной хроматографии – времяпролетной масс-спектрометрии для определения неоникотиноидных летальных интоксикантов пчел // Бутлеровские сообщения. – 2020. – Т. 63, Вып. 9. – С. 59–67. – doi: 10.37952/ROI-jbc-01/20-63-9-59.
Мухарлямова А.З., Фицев И.М., Рахметова Э.Р., Мухамметшина А.Г., Макаева А.Р., Шлямина О.В., Насыбуллина Ж.Р. АPI-мониторинг синтетических пиретроидов методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием // Бутлеровские сообщения. – 2020. – Т. 63, Вып. 9. – С. 68–75. – doi: 10.37952/ROI-jbc-01/20-63-9-68.
Буркин К.Е., Жилкин М.Е., Лихачева А.Ю., Балымова М.В., Рахметова Э.Р., Мухамметшина А.Г., Фицев И.М. Определение глифосата в меде методом высокоэффективной жидкостной хроматографии // Бутлеровские сообщения. – 2020. – Т. 63, Вып. 9. – С. 76–82. – doi: 10.37952/ROI-jbc-01/20-63-9-76.
Khan S.U. Determination of diquat and paraquat residues in soil by gas chromatography // J. Agric. Food Chem. – 1974. – V. 22, No 5. – P. 863–867. – doi: 10.1021/jf60195a026.
Gao L., Liu G., Zhu J., Wang C., Liu J. Solid phase microextraction combined with gas chromatography – mass spectrometry for the determination of diquat residues in water // Anal. Chem. – 2015. – V. 70, No 5. – P. 552–557. – doi: 10.1134/S1061934815050081.
Castro R., Moyano E., Galceran M.T. Determination of quaternary ammonium pesticides by liquid chromatography–electrospray tandem mass spectrometry // J. Chromatogr. A. – 2001. – V. 914, No 1–2. – P. 111–121. – doi: 10.1016/s0021-9673(01)00523-4.
Marr J.C., King J.B. A simple high performance liquid chromatography/ionspray tandem mass spectrometry method for the direct determination of paraquat and diquat in water // Rapid Commun. Mass Spectrom. 1997. – V. 11, No 5. – P. 479–483. – doi: 10.1002/(SICI)1097-0231(199703)11:5<479::AID-RCM874>3.0.CO;2-U.
de Almeida R.M., Yonamine M. Gas chromatographic–mass spectrometric method for the determination of the herbicides paraquat and diquat in plasma and urine samples // J. Chromatogr. B. – 2007. – V. 853, No 1–2. – P. 260–264. – doi: 10.1016/j.jchromb.2007.03.026.
Oh J.-A., Lee J.-B., Lee S.-H., Shin H.-S. Ultra-trace level determination of diquat and paraquat residues in surface and drinking water using ion-pair liquid chromatography with tandem mass spectrometry: A comparison of direct injection and solid-phase extraction methods // J. Sep. Sci. – 2014. – V. 37, No 20. – P. 2900–2910. – doi: 10.1002/jssc.201400551.
Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды (перечень): ГН 1.2.3539-18 // Бюл. нормативных и методических документов Госсанэпиднадзора. – 2019. – Вып. 3. – С. 7–103.

Поступила в редакцию

04.02.2021

Фицев Игорь Михайлович, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий отделением токсикологии