Application of magnetic molecular imprinted polymers for on-line dynamic concentration of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and its subsequent determination in soil
Authors: Губин А.С. , Суханов П.Т. , Кушнир А.А. 
Published: August 2024

Предложен способ динамического онлайн концентрирования пестицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-D) с применением молекулярно импринтированных магнитных сорбентов, модифицированных N-винилкапролактамом или N-винилпирролидоном. Для концентрирования применялся концентрирующий элемент объемом 5 см3 с иммобилизованным на стенках сорбентом и мешалкой из полимерного материала. Наибольшая эффективность извлечения и концентрирования 2,4-D достигается при применении молекулярно импринтированных полимеров на основе N-винилпирролидона: степень извлечения – 95%, коэффициент распределения – 7850, импринтинг-фактор – 6,3, коэффициент концентрирования – 1025. Способ применен для определения 2,4-D в почве (типичный чернозем и выщелоченный чернозем). Предварительно 2,4-D извлекают из почв водным раствором NaOH(рН 12), который затем подкисляют раствором HCl (рН 2). Полученный раствор (100 мл) пропускают через концентрирующий элемент, затем 2,4-D переводят в метиловые эфиры анализирут методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии. Предел обнаружения 2,4-Dв черноземах составляет 0,1 мкг/кг. Изучено распределение содержания 2,4-D по профилю почв в течение 56 дней после внесения в нее препарата. Через день после внесения препарата максимальные концентрации 2,4-D в поверхностном слое составляют 105 – 109 мкг/кг. Наиболее активно деградация пестицида установлена на 14 день. К концу срока наблюдений в почве концентрации 2,4-D составляют 3 – 7 мкг/кг. Глубина проникновения 2,4-D на уровне детектируемых концентраций составила 80 см. Наибольшее влияние на продвижение фронта 2,4-D оказывает выпадение осадков.

A method of dynamic on-line concentration of the pesticide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) using molecular imprinted magnetic sorbents modified with N-vinylcaprolactame or N-vinylpyrrolidone is proposed. For this purpose, a cartridge (volume of 5 cm3) with a sorbent immobilized on the walls and a stirrer made of polymer material was used. The best results were obtained using molecular imprinted polymers based on N-vinylpyrrolidone: the degree of extraction is 95%, the distribution coefficient is 7850, the imprinting factor is 6.3, the concentration coefficient is 1025. The method was used to determine 2,4-D in soils (typical chernozem and leached chernozem) after alkaline extraction (aqueous NaOH solution, pH 12). The alkaline solution was acidified with hydrochloric acid (pH 2) and 100 ml of this solution was passed through a concentrating element. The determination of 2,4-D was carried out by gas chromatography-mass spectrometry in the form of methyl esters. The detection limit of 2.4-D in soil is 0.1 μg/kg. The distribution of 2,4-D concentrations over the soil profile was studied for 56 days after the introduction of the drug into the soil. A day after the application of the pesticide, the maximum concentrations of 2,4-D in the surface layer were 105 – 109 μg/kg. It was found that the rate of degradation of the pesticide accelerates on the 14th day after application. By the end of the observation period, the concentrations of 2,4-D in the soil were 3-7 μg/kg. The penetration depth of the detected concentrations was 80 cm. Precipitation has the greatest impact on the progress of 2,4-D along the soil profile. Keywords: on-line dynamic concentration, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, molecularly imprinted polymers, magnetic nanoparticles, N-vinylpirrolidon, N-vinylamide, determination, soil, chernozem.