CC BY
10
Проф. П. Д. ВИНОКУРОВ
Физические методы анализа в гигиенических лабораториях
Из кафедры общей гигиены санитарного факультета I Московского ордена Ленина
медицинского института
Современные гигиенические лаборатории очень мало пользуются физическими методами химического анализа. Только в немногих крупных институтах применяются два-три прибора (рефрактометр, поляриметр, потенциометр), и за последние годы получили некоторое распространение объективные фотоколориметры. Подавляющее же большинство гигиенических лабораторий пользуется субъективной колориметрией при помощи примитивных приборов — пробирочных колориметров, и в лучшем случае цилиндров Генера.
До начала второй мировой войны производство нужных гигиеническим лабораториям приборов не было организовано в широких размерах; только полукустарные мастерские при некоторых институтах в Ленинграде, Киеве, Харькове и в других городах и некоторые специальные мастерские, как, например, Агроприбор, выпускали очень ограниченное количество физических приборов, далеко не достаточное для снабжения более или менее отдаленной периферии.. Было организовано еще производство, также в ограниченных размерах, вспомогательных частей, пригодных для монтажных работ, — гальванометров, нулевых инструментов, фотоэлементов, аккумуляторов, но и эти материалы с трудом проникали на периферию. За время войны эти производственные ячейки свернули свою работу, так что теперь гигиенические лаборатории вообще не имеют никакого обеспечения нужными им приборами и вынуждены оставаться в состоянии вопиющей отсталости от достижений современной науки.
Наряду с этим- нужно отметить, что лаборатории технического анализа при передовых промышленных предприятиях уже теперь широко пользуются новейшими физическими приборами, значительно уточняющими и ускоряющими химический анализ. Спектрограф, полярограф и аппарат Рентгена уже прочно вошли в круг оборудования технических лабораторий, и их применение стало обычным способом анализа. Ряд учреждений, связанных более или менее тесно е техникой и промышленностью, применяет уже ,и более сложную аппаратуру, как, например, электронограф, массовый спектрограф и др.
Необходимо также отметить, что даже во время войны методика физико-химического анализа в учреждениях, обслуживающих промышленность, непрерывно совершенствовалась и поднялась на довольно высокий уровень.
Создавшееся положение в конечном итоге привело гигиенические лаборатории к вынужденной необходимости пользоваться устарелыми, недостаточно точными и недостаточно быстрыми способами анализа, предложенными в некоторых случаях много десятков лет назад, хотя наука и новейшая техника уже разработали более совершенные приборы.
Имеются все основания поставить в перспективе послевоенного восстановительного периода на очередь для практического разрешения вопрос о поднятии квалификации работы гигиенических лабораторий как чисто практических, так и при научно-исследовательских^ учреждениях, а затем вопрос о создании для этого материальной базы в
'смысле производства и снабжения лабораторий новейшими приборами и аппаратами для физического и физико-химического анализа.
В момент начала реконструкции нашей промышленности для условий мирного времени совершенно необходимо руководящим санитарным и научным организациям разработать в этом направлении конкретный план, который в общегосударственном масштабе должен быть в кратчайший срок реализован нашей промышленностью в значительно более широких масштабах, чем это было возможно для прежних кустарных и полукустарных предприятий довоенного времени.
Главными разделами должны быть следующие, как наиболее обеспеченные конкретными возможностями и не встречающие значительных затруднений.
1. Объективная колориметрия для химического анализа значительной части санитарных объектов '(вода, воздух, почва).
Аппаратурных моделей по этому разделу и в зарубежной промышленности, и в наших довоенных экспериментальных мастерских имеется уже довольно много. Часть из них испытана на практике, причем выявлены их недостатки и преимущества. Можно считать совершенно определенно доказанной целесообразность введения в широкую практику этого вида аппаратуры как в целях повышения точности анализа, так и для его ускорения. Принципиально могут быть построены аппараты, дающие непосредственно ответ по анализу без всяких дополнительных вычислений, следовательно, без дополнительной затраты времени. Такие фотоколориметры могут быть сконструированы, например, для определения наиболее часто встречающихся в санитарной химии ингредиентов — азота, аммиака, нитритов и нитратов, железа, активного хлора и т. д.
Как первый этап работы в этом направлении, должны быть разработаны и утверждены в соответствующем порядке стандарты методики анализа и стандарты конструкции самих аппаратов для руководства промышленности.
2. Объективная нефелометрия как для химического анализа малых концентраций ряда ингредиентов в санитарных объектах (сульфаты, хлориды, сероводород, свинец, алкалоиды и др.), так и для физической характеристики питьевой воды (прозрачность).
Этот метод анализа в гигиенических лабораториях обезличен меньше всех других, так как даже в хорошо оборудованных лабораториях очень редко встречаются соответствующие приборы. Так, например, нефелометр Клейнмана — большая редкость. Обычно работа этим методом осуществляется или просто в пробирках, или же в самодельных, очень несовершенных и очень примитивных приборах, что влияет на точность анализа.
В огромном большинстве гигиенических лабораторий и на водопроводных станциях прозрачность воды определяется крайне несовершенным способом — по шрифту Снеллена, т. е. применяется способ, который не обеспечивает возможности контроля водопроводной воды даже по требованию ГОСТ, так как высота столба в ,30 см для этого случая недостаточна. Нефелометры Бейлиса на водопроводных станциях также большая редкость.
Объективный нефелометр может быть конструирован подобным колориметру в виде универсального прибора лли же в виде ряда приборов для специальных целей.
Острая необходимость замены устаревших-способов нефелометрии более современными, основанными на объективном отсчете, совершенно очевидна.
3. Рефрактометрия. Рефрактометрия хотя и не имеет такого широкого применения в санитарной химии, как указанные выше мето-
ды, однако £ ряде случаев, в особенности в области пищевой химии, эти приборы совершенно необходимы (определение Сахаров).
В наших лабораториях встречаются иногда олеорефрактометры уогаревшей конструкции — сложные и дорогие импортные приборы, а между тем имеются модели новых аппаратов нашего производства (Киев), вполне удовлетворяющие своему назначению и сравнительно дешевые при условии массового их выпуска. Эти приборы также должны быть стандартизованы в установленном порядке и должно быть ^организовано их производство.
4. Кондуктометрия. Имея в виду регистрацию динамики загрязнений воздуха, ленинградские институты в последние годы перед войной занимались конструированием соответствующих приборов и получили несколько громоздкие, нуждающиеся в усовершенствовании, но в общей сложности удовлетворительные приборы, дающие возможность очень сильно упростить некоторые анализы, которые являются очень сложными при пользовании обычными способами аналитической химии. Довольно удобно этим методом определяется двуокись и окись углерода, сернистый газ и хлористый водород. Повидимому, круг определяемых ингредиентов воздуха после более детальной проработки этого вопроса может быть значительно расширен. Но самое существенное, что подкупает в этом методе анализа с применением кондукто-метрии, — это быстрота, с которой ни один химический метод не может конкурировать. Поэтому нужно считать чрезвычайно целесообразным организовать исследовательскую работу в поисках более простой модели для разных исследований доставляемых в лаборатории проб воздуха.
5. Полярография. В лабораториях технической химии за последние годы находит также применение метод полярографии, который дает возможность относительно быстро выполнять анализ, а самое главное, освобождает от тяжелой операции разделения элементов в случаях их совместного присутствия.
Этот метод применяется преимущественно для количественного определения катионов в области неорганической химии, но по* своей сущности может найти значительно более широкое применение в санитарной аналитической химии, поскольку он очень точно регистрирует все факты, связанные с явлениями окисления и восстановления. Поэтому этот метод может быть широко использован в органической и биологической химии и, в частности, для целей пищевого анализа.
Модели полярографов, выпущенные до войны нашими кустарными мастерскими, конструктивно страдают многими дефектами; кроме того, они слишком сложны и очень дороги, поэтому широко не распространились. Назрела необходимость заводского изготовления их с целью ■повышения технических качеств и удешевления.
6. Спектрография, остававшаяся до последнего времени методом, применявшимся только в физических лабораториях крупных научных учреждений, теперь широко внедрилась в практику промышленных лабораторий преимущественно в области металлургии и металлообработки. Это обстоятельство обязано тому, что удалось сконструировать чрезвычайно простые приборы, дающие возможность в несколько минут выполнять определения, которые в условиях обычного химического анализа требуют нескольких дней.
Хотя в санитарной химии применение спектрографа сильно ограничивается затруднениями при выполнении количественного'анализа растворов, а не твердых гомогенных объектов, как в металлургии, и затруднениями предварительной химической подготовки объектов для исследования спектрографом, однако этот метод незаменим для качественного ориентировочного анализа, в особенности в тех случаях, тде мы имеем дело с ничтожно малыми концентрациями веществ в
санитарных объектах. В этом смысле спектрограф должен найти широкое применение в водной, пищевой и промышленной санитарной химии.
7. Электротермометрия в предвоенные годы нашла довольно широкое распространение в гигиенических лабораториях и получила общее признание. Однако в этой области требуется еще большая работа по стандартизации Приборов, так как в действительности наблюдается огромное разнообразие в лрименении вторичных приборов (гальванометров). Главнейшей очередной задачей в этом направлении является стандартизация метода измерения потенциала термопар и фотоэлементов, так как обычно применяемый способ гальванометра теоретически не может быть признан вполне надежным. Повидимому, для этой цели необходимо разработать конструкцию потенциометра специального назначения.
8. 'Электроанемометрия и электропсихрометрия нуждаются еще в значительной экспериментальной проработке и в том оформлении, которое имеется для них в настоящее время, не могут быть рекомендованы для широкого применения.
Совершено незатронутой областью является применение катодной лампы в гигиеническом исследовании и использование пьезо-эффекта, хотя ¡принципиально эти 'физические явления могут быть применены для повышения чувствительности и точности анализа ,и наблюдений.
Весьма обещающей перспективой нужно считать использование изотопных индикаторов, применение которых может вскрыть чрезвычайно много важных для гигиены фактов, в Особенности в области гигиены воды и гигиены питания. Теоретически вопросы изотопного анализа достаточно разработаны физиками, но сложность применяемой в этом анализе аппаратуры и большие требования к экспериментатору не дают возможности широкого применения этого метода как прикладного в сфере гигиенических и общебиологических исследований. Однако в крупных гигиенических институтах и лабораториях имеются все условия для того, чтобы ¡начать практическое применение этого метода.
Послевоенный период восстановления и реконструкции ставит перед гигиеническими лабораториями и институтами задачу поднять свое техническое оснащение, а также методику анализов и наблюдений на более высокий уровень, и перед руководящими органами встает задача обеспечить этот переход, во-первых, рядом организационно-плановых мероприятий и, во-вторых, согласованием работы промышленности с целью создания определенной направленности в сторону производства высококачественной гигиенической аппаратуры и вспомогательных вторичных 'Приборов.
