Научная статья на тему 'Фотоколориметрические методы определения аммиака в питьевой и в сточной воде'

Фотоколориметрические методы определения аммиака в питьевой и в сточной воде Текст научной статьи по специальности «Прочие медицинские науки»

CC BY
475
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Фотоколориметрические методы определения аммиака в питьевой и в сточной воде»

вает также, что в Новосибирской области ночью мухи вне помещений совершенно не встречаются. А по наблюдениям, проведенным Морозовой {Ростовский институт малярии), комнатные мухи в большом числе ночуют на кустах и деревьях около мусорных ящиков.

Из этих данных следует, что на юге обработка наружных мест скопления мух должна иметь большее значение, чем на севере. Однако в деталях вопрос об эффективности обработки наружных мест при разных внешних условиях требует дальнейшего изучения.

При проведении борьбы с мухами в населенном пункте надо учитывать возможность завоза мух поездами, пароходами, самолетами и автобусами. Для уничтожения этих мух в районах вокзалов и портов следует проводить не выборочную, а сплошную обработку всех поверхностей, с которыми могут притти в соприкосновение мухи. В результате сплошной обработки вокзала и всех поверхностей на перроне в Орехово-Зуеве (1947, 1948) численность мух в привокзальном районе была на таком же низком уровне, как и в остальной части города. Наоборот, применение выборочной обработки на вокзале в одном из южных городов (Дербене-ва-Ухова, Морозова, Малхазов, Михеева, Быков, рукопись) привело к тому, что, вследствие ежедневного завоза мух поездами, а также наличия скопления отбросов, которые могли служить местом выплода мух в привокзальном районе, в середине сезона число мух начало увеличиваться; в остальной части города, где также применялась выборочная обработка, мухи в этот период полностью отсутствовали.

Резюмируя все вышеизложенное, можно сказать, что на основании современных знаний экологии и поведения мух многие принципы применения устойчивых инсектицидов, к которым относятся и препараты ДДТ, ясны, но вместе с тем ряд вопросов методики их применения в различных конкретных условиях требует дальнейшего изучения.

« ■¿Г

ИЗ ОПЫТА МЕСТ

М. И._Куленок

Фотоколориметрические методы определения аммиака в питьевой и в сточной воде

Из кафедры гигиены Ленинградского педиатрического института

Количественное определение аммиака в природной воде обычно производится колориметрическим методом при помощи реакции Несслера.

Фотоколоримет'рическое определение аммиака в воде с реактивом Несслера неоднократно освещалось в литературе. Авторы единодушно отмечают несомненные преимущества такого определения перед визуальным. Однако существенным недостатком фотоколориметрического определения аммиака реактивом Несслера является необходимость работы с большой толщиной исследуемого слоя, чтобы получить достаточную чувствительность и точность определений. Так, Вайнштейн мог получить удовлетворительные результаты фотоколориметрического определения аммиака только при толщине исследуемого слоя в 25 см. От применения синего светофильтра мы получили такие же результаты при меньшей толщине сля, однако и в этом случае последний составлял 12—15 см, т. е. был достаточно большим. Не говоря уже о том, что при исследовании больших слоев не обеспечиваются нулевые свойства растворителя, в этом случае возникают и инструментальные затруднения, поскольку ни один из современных фотоколориметров не предусматривает работу с такими слоями исследуемой жидкости. Все это вытекает из недостаточной чувствительности фотоколориметров с селеновыми фотоэлементами при исследованиях желтых растворов.

Последнее обстоятельство заставило нас предпринять исследование другой известной цветной реакции на аммиак (реакции Вертело) с целью выяонения возмож ности ее применения при определениях аммиака в воде фотоколори метрически у: методом.

Реакция Вертело получается при действии на аммиак или его соли сильного' окислителя в виде гипохлорнта в присутствии достаточного количества фенола. Предполагается, что в этих условиях аммиак вступает в соединение с фенолом и образуег окрашенное соединение хннонимин, придающее исследуемой жидкости синий или; сине-зеленый цвет.

Реакция получается в слабо щелочной среде и специфичность ее ограничивается аммиаком и такими сравнительно редкими веществами, как мсшометиламин и гликоль. Ряд авторов указывает, что чувствительность реакции достаточна для определения 0,0001 мг аммиака в 5 мл раствора (0,2 мг/л МН3), при этом отмечается вредное влияние на реакцию значительного содержания кислоты, а также недостаточная точность .метода дублирования при колориметрии исследуемых растворов. Указывают также на увеличение устойчивости и интенсивности возникающей окраски при замене фенола тимолом и гипохлорита — гипобромитом. Лапин и Гейн, пользуясь этой заменой в реагентах, установили отсутствие влияния на реакцию таких катионов, как: К, N8, и, Са, Ва, Бг, А1, Сг, Ре", Р", Со, Мп, 1п, А^ РЬ, Нд', Не", В1_ Си, Сй, БЬ, Бп, Аб, Аи, Р1. Не мешают реакции также и анионы, за исключением Б". В последнем случае избыток гипобромита устраняет это мешающее действие. Эти же авторы говорят о легкой растворимости окрашивающего пигмента в эфирах, бензоле, его гомологах и других органических растворителях.

Наши исследования подтвердили факт быстрого перехода окраски из водного-ее раствора в слой органического растворителя. Однако такой переход оказался воз можным только в случае применения тимола вместо фенола. Кроме того, этот переход сопровождается изменением цвета красителя от сине-голубого в исходном водном растворе до красного различных оттенков в ксилоле, толуоле, бензоле, дихлорэтане, четыреххлористом углероде и др. или до зеленого в амиловом и в изоамило-вом спирте. Окраска получаемых экстрактов во всех случаях характеризуется высокой стабильностью и сохраняется без изменений в течение нескольких месяцев.

Вместе с тем от применения тимола мы не могли получить той высокой чувствительности, на которую указывают авторы, применявшие в качестве реагента фенол. Граница чувствительности реакции с тимолом и гипобромитом натрия соответствует содержанию только 0,1 мг аммиака в литре воды. Однако при определениях, аммиака с этой реакцией можно надеяться на исключение мешающих свойств исследуемой воды, а также ожидать повышения чувствительности определений, поскольку имеется возможность сконцентрировать окрашенный пигмент из сравнительно боль того объема водного его раствора в небольшом объеме органическоп} растворителя

Все это позволяет подойти к производству фотоколориметрического определения аммиака в воде с реакцией Вертело в двух вариантах, т. е. подвергать исследование не только водные растворы окрашенного продукта реакции, но и его экстракты в органическом растворителе.

I. Фотоколориметрическое определение аммиака в воде при помощи реакции с фенолом и гипохлоритом натрия

Для получения реакции нами использовалась следующая пропись необходимыж. реактивов:

1) 4°/о водный раствор фенола;

2) раствор гипохлорита натрия; готовится путем смешения одного объема 2 N едкого натра с двумя объемами хорошо насыщенной хлорной воды.

В колбу набирали 25 мл исследуемой воды и прибавляли по 5 мл фенола и гипохлорита натрия. Жидкость тщательно перемешивали и нагревали, помещая колбу в горячую воду. Нагревание заканчивалось по достижении максимального окрашивания, обычно наступавшего через 1—2 минуты. Окрашенный раствор подвергался, фотоколориметрическому исследованию.

Окрашенные растворы в данном случае поглощают широкую область видимого спектра, за исключением синего и ближайшего к нему участка. Такая спектральная чувствительность растворов позволяет уточнить результаты их фотоколориметрического исследования путем применения желтого светофильтра.

Вычисление результатов исследования производилось при помощи градуировоч-ной кривой, построенной на основании отсчетов фототока для серии стандартных растворов хлористого аммония. Если объем исследуемой жидкости составлял 25 + 5 + 5 = 35 мл, а определяемая ее концентрация — а мг ЫН3 на миллилитр, то содержание аммиака в литре воды можно было подсчитать по формуле-

35-Д-1000

х=—-"25-— — мг

О чувствительности и точности фотоколориметрических определений аммиака в воде с фенол-гипохлоритной реакцией можно судить на основании табл. 1, где приводятся результаты соответствующих исследований серии стандартных растворов хлористого аммония. Все определения производились при помощи фотоколориметра прямого действия при толщине исследуемого слоя в 6 см и с применением желтого

светофильтра. В качестве эталонов сравнения служили растворы хлористого аммония; без реактивов.

Таблица 1

Концентрация растворов КН4С1 в мг/л ЫН3 Сила фототока в делениях гальванометра Цена деления гальванометра в мг/л МН3 Максимальные ошибки определений

абсолютные в мг/л МН3 относительные в %

0,00 0,01 0.05 0,10 0,50 1,00 100,0 98,0+0,5 86,0+0,5 74,0+0,5 35,0+0,5 6,0+0,5 0,0050 0,0036 0,0025 0,0077 0,0106 0,0025 0,0018 0,0012 0,0039 0,0053 25,0 3,6 1,2 0,8 0,5

Для сравнения в табл. 2 приводятся результаты параллельных определений аммиака в тех же растворах хлористого аммония с реакцией Несслера. Фотоколориметрическое определение в этом случае возможно было осуществить при толщине слоя в 12 см, а также с применением синего светофильтра.

Приведенные в табл. 1 и 2 данные указывают на несомненные преимущества фотоколориметрического определения аммиака с реакцией Вертело по сравнению-с реакцией Несслера. При этом исключается указанное выше инструментальное затруднение, поскольку обеспечивается достаточная чувствительность и точность фотоколориметрических определений аммиака уже при толщине исследуемого слоя в 6 см.

Таблица 2

Концентрация Сила фотото- Цена деления Максимальные ошибки определений

растворов ка в делениях гальваномет- абсолют-

ЫН4С1 гальваномет- ра в мг/л NH3 относи-

ные тельные

в мг/л ЫН3 ра в мг/л Г^з в %

0,00 100 +0,5

0,01 — — — —

0,05 96,0+0,5 0,012 0,006 12,0

0.10 91,0+0,5 0,011 0,006 6,0

0.50 60,0+0,5 0,012 0,006 1,2

1,00 - 33,0+0,5 0,018 0,009 0,9

В свете высказанных соображений представляют интерес результаты нескольких параллельных фотоколориметрических определений аммиака в природной воде, взятой из естественных водоемов (табл. 3).

Табли ца 3

Определяемые количества аммиака в мг/л МН3 Расхождения в определениях по отношению к реакции Несслера

с реакцией Несслера (толщина слоя 10 см) с фенолгило-хлоратной реакцией (толщина слоя 6 см) абсолютные в мг/л Г*1Н3 относительные в о/о

0,5 0,09 0,12 0,18 0,24 0,32 0,09 0,14 0,17 0,24 0,30 0,39 + 0,04 + 0,05 + 0,05 + 0,06 + 0,06 + 0,07 80 55 42 33 25 22

Как видно из табл. 3, расхождение во всех случаях указывает на более высокую чувствительность фотоколориметрических определений аммиака в воде с реакцией Вертело по сравнению с реакцией Несслера.

II. Фотоколориметрическое определение аммиака в воде при помощи реакции с тимолом и гипобромитом натрия

При производстве реакции в данной модификации мы пытались применить необходимые реактивы в прописи Лапина и Гейна. Однако, как показал опыт, эта рецептура не всегда могла обеспечить оптимальные условия протекания реакции. Поэтому нам пришлось несколько изменить рецептуру приготовления реактивов и дать ее в следующей прописи:

1) раствор тимола; 4 г хорошо растертого в порошок тимола растворяют в небольшом количестве спирта (10 мл), после чего полученный раствор дополняют до 100 мл 2 N раствором едкого натра;

2) раствор гнпобромита натрия; раствор готовят ex tempore путем смещения одного объема 2 N раствора едкого натра с двумя объемами хорошо насыщенной бромной воды.

При производстве реакции большое значение имеет количество приливаемых реактивов. Если избыток тимола не сказывается отрицательно на ходе реакции, то количество гипобромита натрия нуждается в нормализации. Большой избыток гнпобромита вызывает появление мути или опалесценции; мало того, при этом красящий пигмент может и вовсе не появиться. Поэтому для определяемых концентраций аммиака, встречающихся в природных водах, мы рекомендуем прибавлять не более 1 мл фенола и 1—2 мл гипобромита к 100 мл исследуемой воды.

В колбу набирали 100 мл исследуемой воды и при хорошем перемешивании добавляли 1 мл раствора тимола и 2 мл гипобромита натрия. После этого колбу помещали в горячую воду на 2—3 минуты до полного протекания реакции. К окрашенному раствору добавляли 10 мл органического растворителя и перемешиванием добивались перехода окраски в его слой. Из возможных в данном случае растворителей особенно хорошие результаты получались от применения дихлорэтана. Содержимое колбы переносили в делительную воронку и с ее помощью разделяли не-смешивающиеся жидкости. Фотоколориметрическому исследованию подвергали полученный окрашенный экстракт. Спектральная чувствительность экстрактов позволяла во всех случаях уточнить результаты их фотоколориметрического исследования путем применения синего светофильтра.

Вычисление результатов, как обычно, производилось при помощи градуировоч-ной кривой, построенной на основании фотоколориметрического исследования стандартных экстрактов, полученных из соответствующих растворов хлористого аммония. Если объем исследуемого экстракта составлял 10 мл и определяемая его концентрация— а мг NH3 на миллилитр, то произведение (100. а) соответствовало содержанию аммиака в литре воды.

О чувствительности и точности фотоколориметрических определений аммиака в данном варианте можно судить на основании табл. 4, где приводятся результаты соответствующих исследований серии стандартных экстрактов красителя в дихлорэтане. И в этом случае все определения производились при помощи фотоколориметра прямого действия при толщине исследуемого слоя в 6 см, но с применением синего светофильтра. Эталоном сравнения служил чистый органический растворитель — дихлорэтан.

Таблица 4

о = а- Я2 „ Ё-gz i» 2 4 к Sэ--- Ени s ° а ° S3 Ü с. а Сила фототока в делениях гальванометра Цена деления гальванометра в мг/л NH3 Максимальные ошибки определений

абсолютные в мг л NH3 относительные в %

0,00 100,0 + 0,5

10,00 84,0 + 0,5 0,62 0,31 3,1

25,00 61,0 + 0,5 0,64 0,32 1,3

50,00 33,0 + 0,5 0,74 0,37 0,7

75,00 12,0+ 0,5 0,85 0,42 0,6

100,00 2,0+0,5 1,10 0,51 0,5

Как видно из табл. 4, точность определений аммиака в данном случае достаточно велика. Однако мы не можем считать чувствительность достаточной, имея в виду

ге незначительные количества аммиака, которые обычно встречаются в природной воде. Вместе с тем этот вариант фотоколориметрического определения аммиака вполне пригоден при анализе сравнительно концентрированных его растворов. Он незаменим при анализе сточных промышленных вод, содержащих аммиак или его соли, а также при анализе биологических жидкостей.

Выводы

1. Фотоколориметрический метод определения аммиака в природной воде с реакцией Несслера обеспечивает достаточную чувствительность и точность анализа только при работе с большой толщиной исследуемого слоя (12—15 см), что не предусматривается конструкциями современных фотоколориметров.

2. Фотоколориметрический метод определения аммиака в воде при помощи фенол-гипохлоритной реакции Вертело обеспечивает достаточную чувствительность и точность анализа при значительно меньших толщинах исследуемого слоя (6 см).

3. В случае замены фенола тимолом и гипохлорита — гипобромитом имеется возможность подвергать фотоколориметрическому исследованию экстракты окраски в органических растворителях. Однако получаемая при этом чувствительность определений аммиака недостаточна. Данная модификация может быть с успехом применена при анализе сточных промышленных вод, а также других жидкостей, содержащих аммиак или его соли.

-й- ★ -й-

И. А. Мятников

Опыт научно-практической работы Ленинградского научно-исследовательского института гигиены труда и профессиональных заболеваний

.В 1949 г. ленинградцы обратились к товарищу Сталину с письмом, в котором обещали превратить свой замечательный город в город технического прогресса.

В социалистическом городе должны быть проведены все необходимые мероприятия по оздоровлению условий труда в промышленности и максимально снижена заболеваемость. Качество медицинской помощи должно быть значительно улучшено, что требует систематического повышения квалификации врачей и среднего медицинского персонала. Научные достижения медицинской мысли не должны задерживаться в стенах исследовательских институтов, а быстро становиться достоянием трудящихся и органов здравоохранения.

Ленингрэдский государственный научно-исследовательский институт гигиены труда и профессиональных заболеваний провел в 1949 г. ряд работ по оказанию практической помощи промышленным предприятиям и органам здравоохранения.

Основное внимание институт уделял работе, связанной со снижением заболеваемости рабочих. С этой целью было прежде всего разработано положение о комиссиях по снижению заболеваемости. Ленинградский горздравотдел одобрил это положение и создал при всех районных здравотделах комиссии по снижению заболеваемости. В качестве консультантов в эти комиссии были привлечены наиболее квалифицированные работники института, к каждому консультанту был прикреплен молодой врач. Работа в комиссии заключалась в анализе статистического материала о заболеваемости, в обследовании санитарного состояния промышленных предприятий, в помощи по организации здравоохранения на промышленных предприятиях. Особое внимание было уделено предприятиям с повышенной заболеваемостью рабочих. И хотя непосредственная связь заболеваемости с санитарным состоянием обнаруживалась не всегда, оздоровление условий труда и улучшение санитарных условий на предприятиях способствовали снижению заболеваемости. Хорошей иллюстрацией этого является снижение чиста заболеваний кожи и подкожной клетчатки у рабочих ленинградской промышленности. После проведения соответствующих оздоровительных мероприятий в 1948—1949 гг. заболеваемость значительно снизилась по сравнению с 1947 г. Результат оказался стойким, и в настоящее время удалось добиться дальнейшего снижения числа заболеваний.

Работники института, участвуя в работах комиссий по снижению заболеваемости, помогали врачам периферии анализировать причины заболеваний и вырабатывать необходимые оздоровительные мероприятия.

Статистический отдел института составлял квартальные обзоры и передавал их Ленинградскому горздравотделу для оперативного использования. Кроме того, конъюнктурные обзоры заболеваемости рассылались секретарям районных комитетов ВКП(б), представителям районных исполкомов и заведующим районными здравотделами. Последнее мероприятие привлекало больше внимания руководящих работников к задачам снижения заболеваемости рабочих на предприятиях района и вооружало ¡необходимым статистическим материалом постоянно действующие комиссии районных исполкомов, и значительным шагом вперед в планировании мероприятий по оздоровлению условий труда, по борьбе с заболеваемостью и травматизмом явилось

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.