CC BY
4
Литература
1. Методические рекомендации к морфо-биохимическому изучению влияния химических факторов окружающей среды на фетоплацентарную систему / Бонашевская Т. И., Ламентова Т. Г., Милованов А. П. и др. — М., 1984.
Поступила 05.05.86
Summary. By means of a complex morphofunctional and biochemical analysis there were demonstrated early changes in the fetoplacental system caused by air pollution.
The above changes consisted in the structural reconstruction of the fetal placenta terminal villi, disorders in nucleic acid metabolism and bioenergetic and steroidogenesis processes.
УДК 614.72:[547.264 + 547.422.22]-02:613.165.2
М. Т. Дмитриев, Т. А. Кулеш, Е. Г. Растянников
ФОТОХИМИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ ПРОИЗВОДСТВА БУТИЛОВЫХ СПИРТОВ
И 2-ЭТИЛГЕКСАНОЛА
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Изучение процессов трансформации, в частности в результате фотохимических реакций, промышленных загрязнений, поступающих в атмосферу с выбросами предприятий, является одним из актуальных вопросов гигиены атмосферного воздуха населенных мест. Во многих исследованиях доказана возможность химической и фотохимической трансформации в воздушной среде городов органических и неорганических соединений [2, 3, 6—8]. Важное значение имеют изучение механизмов трансформации в атмосферном воздухе выбросов конкретных промышленных предприятий и разработка теоретических моделей превращения специфических производственных выбросов, позволяющие рекомендовать эффективные оздоровительные мероприятия [6]. Однако фотохимическая трансформация производственных выбросов одного из наиболее современных производств — оксосинте-за (производство бутиловых спиртов и 2-этил-гексанола) еще не исследована. Успешной идентификации новых веществ, образующихся в результате фотохимических преобразований, способствует применение современного аналитического оборудования, в первую очередь хромато-масс-спектрометров.
Изучение фотохимических реакций проводили непосредственно на промышленной площадке предприятия в реакционной камере, изготовленной из химически инертной полиэтилентерефта-латной пленки. Вместимость камеры 25 л. В качестве источника света в установке использовали ультрафиолетовую лампу ДРВ с диапазоном излучаемых волн 250—400 нм. Избранная интенсивность излучения — 2 кал/(см2-мин) — характерна для солнечного излучения. Температура воздуха в реакционной камере —25—35°С. Длительность облучения воздуха 60—120 мин. Результаты эксперимента обрабатывали статистическим методом размаха с использованием /-критерия Стыодента. Исследование проб воздуха из реакционной камеры и с промышленной площадки проводили на хромато-масс-спектро-метре 1ДВ-2091 (Швеция). Идентификацию за-
регистрированных соединений проводили по каталогу масс-спектров [9], а также по хромато-графическим параметрам удерживания [1]. Чувствительность определения составляла 1 мкг/м3
м-
Установлено, что среди производственных выбросов оксосинтеза присутствуют органические соединения различных классов: предельные (этан, пропан) и непредельные (пропилен, этилен) углеводороды, ароматические углеводороды (толуол, этилбензол), альдегиды (масляный, 2-этилгексаналь), спирты (бутанол, 2-этилгек-санол), кислоты (масляная, нафтеновая), простые эфиры (бутилбутираты и бутилформиаты)
и др. [5].
После облучения проб воздуха, взятых с промышленной площадки предприятия, в реакционной камере идентифицировано 99 веществ, из них 58 углеводородов и 41 кислородсодержащее соединение. Из углеводородов 24 представлены предельными нециклическими, 6 — предельными циклическими, 10 — непредельными, 15 — ароматическими веществами и 3 — терпенами. Из кислородсодержащих соединений 5 представлены спиртами, 3 — эфирами простыми, 5 — эфирами сложными, 14 — альдегидами, 14 — кетонами.
Выявлено совпадение ряда идентифицированных в реакционной камере веществ с химическими соединениями, прогнозируемыми как продукты фотохимических реакций в теоретической модели трансформации производственных выбросов, — альдегидами (гептаналь, а-метакро-леин), кетонами (ацетон, 2-бутанон), спиртами (н-бутанол, изобутанол, изопропанол), эфирами (диизопропиловый эфир).
При количественной оценке продуктов трансформации в реакционной камере после облучения в течение 1 ч в пробах в значительных концентрациях обнаружены как вещества, преобладающие по валовому выбросу в технологическом цикле (пентан, гексан, триметилциклопен-тан, стирол, о-, м-, п-ксилолы, бутаналь, бута-пол), так и вещества, не учтенные в технологическом регламенте предприятия (этанол, бен-
Таблица 1
Концентрация химических соединений (в %) в реакционной камере в зависимости от длительности облучения
Химические вещества
Длительность облучения,
в мин
О
(Фон)
Углеводороды:
предельные нециклические предельные циклические непредельные ароматические терпены Кислородсодержащие соединения: спирты
эфиры простые эфиры сложные альдегиды кетоны
14,75 7,34 4,03 54,06 1,21
5,17 0,24 3,68 7,82 1,65
10,41
6,96 3,49 46,33 1,07
6,78 0,55 3,59 10,76 10,0
11,70 6,72 3,39 41,88 0,91
9,39 0,81 6,26 10,19 8,28
11,57 6,79 3,37 40,40 0,95
10,22 0,86 6,66 10,66 8,5
зальдегид, ацетон, гексаналь, гептаналь, нона-наль и др.)- Идентифицировано 13 кислородсодержащих соединений, отсутствующих в фоновых необлученных пробах — 8 кетонов (метил-винилкетон, циклогексанон и др), спирт (2-ме-тил-2-пропанол), альдегид (2-этилбутаналь), 3 эфира (дифениловый, 2-метилфуран, цикло-гексилацетат).
Исследованы изменения соотношения химических соединений в реакционной камере в зависимости от длительности облучения. Результаты исследований представлены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, наибольшим изменениям подвергались кислородсодержащие соединения. Доля кетонов в реакционной камере по сравнению с фоном после облучения в течение 1 ч возрастает с 1,65 до 10 %. После 90-минутного облучения доля кетонов уменьшается до 8,3 %. По-видимому, кетоны как вещества чрезвычайно реакционноспособные вступают в реакции с другими продуктами фотохимических реакций, чем объясняется некоторое снижение их концентраций.
При увеличении длительности облучения возрастает доля спиртов — с 5,17 % в фоновой не-облученной пробе воздуха до 6,78, 9,39 и 10,22 % (соответственно через 60, 90 и 120 мин). Значительно увеличивается .после 120-минутного облучения доля альдегидов (с 7,82 до 10,66 %), достигая через 60 мин облучения пробы 10,7 %, при дальнейшем облучении их доля остается практически на одном уровне. Доля сложных эфиров возрастает с 3,68 до 6,66 %. Через 60 мин облучения их количество в реакционной камере практически не менялось, но увеличилось через 90 мин облучения. Концентрации простых эфиров при увеличении длительности облучения практически не изменялись.
При статистической обработке выявлены соединения, приводящие к изменениям концентраций внутри классов. Практически у всех кислородсодержащих соединений при увеличении длительности облучения наблюдалось статистически достоверное увеличение концентраций ве-
Таблица 2
%
Изменение концентрации веществ в реакционной камере в зависимости от длительности облучения
Вещество Концентрация, отн. ед. Гигиеническая значимость, отн. ед.
длительность облучения, мин
0 (фон) 60 90 ■ 120 0 (фон) 60 90 120
Бутаналь 13 5 8,8 7,8 7 7 100,0 100,0 100,0 100,0
Этилбензол 7 8 7,3 4,2 3 9 43,3 62,3 40,2 38,8
2-Метилпропаналь 2 3 3,7 1,2 1 2 21,0 52,5 18,4 20,3
н-Бутанол 16 1 11,3 18,3 19 4 17,0 19,1 35,0 38,2
Гептаналь 0 94 2,9 • 2,4 2 4 16,6 50,6 45,4 47,1
а-Метакролеин 0 7 2,6 2,0 1 9 15,6 88,2 77,6 75,6
2-Этилгексаналь 0 7 2,4 1,8 1 8 15,0 80,2 70,1 72,1
Гексаналь 2 8 6,8 4,9 5 2 15,0 58,0 47,7 51,2
Октаналь 2 1 2,1 1,6 1 5 11,7 17,9 14,9 14,5
Нонаналь 1 9 1,7 1,6 1 1 10,7 14,2 10,9 11,0
Бутилацетат 10 5 6,8 13,4 13 9 10,6 11,7 25,9 27,3
2-Бутеналь 1 3 - 0,8 0 8 9,7 - 10,9 10,5
2-Бутанон 1 9 5,2 4,7 4 5 9,3 8,6 9,2 8,7
Пентаналь 1 9 - 2,8 2 8 7,3 - 17,8 18,0
м-, п-Ксилолы 12 0 8,9 6,4 6 3 6,7 7,4 5,7 5,8
Бензальдегид 2 1 1,8 1,4 1 3 6,0 7,4 6,9 6,4
Нонен-1 2 1 2,2 1,7 1 7 5,3 9,2 8,0 8,1
Этилацетат 4 1 2,9 3,2 2 7 4,6 4,9 5,7 5,2
Изобутанол 2 7 6,9 5,8 5 7 3,0 11,7 • 11,4 11,0
о-Ксилол 5 4 2,6 2,9 2 6 2,7 1,8 2,9 2,3
Аиетон 2 1 7,5 6,4 6 5 0,6 3,7 3,4 3,5
Метилвинилкетон 2,1 1,9 1 8 0,6 3,7 3,4 3,5
Изобутилацетат 0 56 0,9 0,6 0 6 0,6 1,8 1,1 1,2
Бензол 2 4 1,7 1,3 1 1 0,2 0,1 0,2 0,1
Диизопропиловый эфир • • 1 1 0,9 0 8 0,06 0 0,1 0,1
ществ. Так, из 14 идентифицированных в реакционной камере альдегидов через 60 мин облучения с высокой степенью достоверности увеличивались концентрации 13 альдегидов: сс-мета-кролеина, гексаналя, гептаналя, бензальдеги-да и др. (табл. 2).
Концентрации предельных нециклических, циклических углеводородов и терпенов изменялись несущественно. Резко уменьшалось соотношение ароматических углеводородов — с 54 % в фоновой пробе до 40 % через 120 мин облучения. Изменения концентраций высших непредельных углеводородов несколько ниже. Основной вклад в образование кислородсодержащих соединений могут вносить низшие олефины (этилен, пропилен и др.).
При учете токсичности выявленных продуктов трансформации наибольшую гигиеническую значимость представляли следующие соединения: бутаналь, этилбензол, 2-метилпропаналь, н-бу-танол, пептаналь, а-метакролеин, 2-этилгекс.а-наль, гексаналь, октаналь, нонаналь, бутилаце-тат, 2-бутеналь, 2-бутанон и др. Гигиеническая значимость оценивалась по отношению полученных концентраций к ПДКм. р.
Таким образом, при исследовании процессов превращений производственных выбросов оксо-синтеза установлено, что химические вещества, входящие в состав выбросов предприятий бутиловых спиртов и 2-этилгексаиола, в воздушной среде под влиянием УФ-облучения трансформируются с образованием целого ряда новых, отсутствующих в технологических выбросах веществ, таких, как бензальдегид, 2-бутеналь, ацетон, 2-бутанон, 3-гептанон, этанол, этилаце-тат, бутилацетат, бутилпропионат. Полученные данные позволили установить механизмы и основные продукты трансформации выбросов предприятий бутиловых спиртов и 2-этилгексанола.в атмосферном воздухе, провести гигиеническую
оценку промышленных предприятии как источников загрязнения атмосферного воздуха не только производственными выбросами, но и продуктами их трансформации. При предупредительном и текущем санитарном надзоре за производством бутиловых спиртов и 2-этилгексанола необходимо особое внимание обращать на продукты фотохимических превращений производственных выбросов, имеющих наибольшую гигиеническую значимость, такие, как 2-метилпропаналь, гептаналь, а-метакролеин, 2-этилгексаналь, гексаналь, октаналь, нонаналь, 2-бутеналь, бутилацетат, пентаналь, 2-бутанон.
Литература
1. Богословский Ю. И., Анваер Б. ИВигдергауз М. С. Хроматографические постоянные в газовой хроматографии.— М., 1978. — С. 52.
2. Григорьева К. В., Горячева И. Г., Пиковская М. X. // Термня-75. — Л.,.1975. — С. 205.
3. Демаков В. А. // Проблемы промышленных городов Урала. — Свердловск, 1975. — С. 82.
4. Дмитриев М. Т., Растянников Е. Г., Гладков В. С. // Труды Центр, высотной гидрометеорол. обсерватории.— М., 1982. — Вып. 17. — С. 31.N
5. Дмитриев М. Т., Кулеш Т. А., Растянников Е. Г. // Гиг. и сан. — 1985. — № 8. — С. 51.
6. Красовицкая М. Л., Дмитриев М. Т., Кулеш Т. А., Ба-рихин С. Я. //Там же. — 1984. — № 9. — С. 9.
7. Птиченко Ю. Л. // Проблемы промышленных городов Урала. — Свердловск, 1975. — С. 60.
8. Прусаков В. М., Вержбицкий Э. Л., Душутин К. К. // Гиг. и сан. — 1983. — № 1. —С. 6.
9. Comu A., Massot R. Compilation of Mass Spectral Data. — New York, 1975.
Поступила 27.01.87
Summary. Photochemical conversion of industrial oxo process-induced emission has been studied. The analysis verified formation of a large number of new toxicants, such as benzaldehyde, 2-butenal, acetone, 2-butanol, 3-heptanon, ethyl acetate, butyl acetate and butyl propianate which are usually absent in technological emission. The derived data have been used for the hygienic assessment of the oxo synthesis plant.
УДК 614.777.628.191]:66 (470)
Г. В. Гуськов, Т. К. Пархомчук, Е. Ф. Горшкова, В. И. Зуева,
В. М. Хохлачев, В. Н. Салько 1
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИЗУЧЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМОВ В РАЙОНАХ ИНТЕНСИВНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ В СВЯЗИ С ПРОГНОЗИРОВАНИЕМ УСЛОВИЙ
ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
В связи с расширением народнохозяйственного использования водных ресурсов различных регионов страны возникает необходимость гигие-
1 В исследованиях принимали участие Л. А. Виноградова, Э. М. Абрамова, О. С. Гаркавенко, Т. А. Кочеткова, В. Б. Короткое, А. М. Чупильник, 3. К. Дроздова, Б. А. Ращупкин, А. И. Каменев.
нического излучения и прогнозирования качества воды водных объектов с целью научного обоснования мероприятий по усилению их санитарной охраны, оптимизации условий водопользования и снижения неблагоприятного влияния водного фактора на здоровье населения.
Для решения поставленной задачи исследованы водоемы некоторых районов южного регио-
