CC BY
6
2. Вайсман А. И. // Конференция гигиенических кафедр: Материалы. — М., 1967. — С. 101 — 103.
3. Виноградов М. В., Соболев Е. С., Варыш М. И. // Всесоюзная конференция "Здоровье и функциональные возможности человека (оценка и прогноз)" 3—5 декабря 1985 г.: Тезисы докладов. — М., 1985. — С. 31-32.
4. Воробьева А. В., Титова Е. Н., Банашева И. И. // Медицинские аспекты охраны окружающей среды: Материалы Всесоюзной конференции. — Новокузнецк, 1991. - С. 10-11.
5. Галыгин В. Ф., Колтун В. 3. // Всесоюзная конференция "Здоровье и функциональные возможности человека (оценка и прогноз)" 3—5 декабря 1985 г: Тезисы докладов. — М., 1985. — С. 52—53.
6. Галыгин В. Ф., Хван А. А. // Там же. — С. 53—54.
7. Денисова Н. Б. Гигиеническое обоснование профилактики психоэмоциональной дезадаптации у работниц прядильного производства: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — СПб., 1996.
8. Елисеев О. П. Конструктивная типология и психодиагностика личности / Под ред. В. Н. Панферова.
- Псков, 1994.
9. Жданова Д. А., Никитина Н. П., Мягкова Е. А. Ц "Экология и здоровье человека": Сборник науч. трудов. - Иваново, 1995. - С. 14-17.
10. Иванов А. В. // Региональная научная конференция "Окружающая среда и здоровье": Тезисы докладов.
- Казань, 1996. - С. 57.
11. Измеров П. Ф., Гурвкч Е. Б., Лебедева Н. В. Социаль-но-гигиенические и эпидемиологические исследования в гигиене труда. — М., 1985.
12. Кричфалуишй М. В. // Гиг. и сан. — 1987. — № 3. — С. 85-86.
13. Курбанова Л. М. Физиолого-гигиеническая оценка комплексного действия производственных и климатических факторов на организм лиц, занятых на добыче и производстве серы на Говурдакском серном комбинате: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — СПб., 1996.
14. Кутепов Е. Н., Варфоломеева И. В. // Гиг. и сан. — 1993. - № 11. - С. 69-71.
15. Лихтшангоф А. 3. // Экология детства: социальные и медицинские проблемы: Материалы Всерос. науч. конф. — С.-Петербург, 22—24 ноября, 1994 г. — СПб., 1994. - С. 202-203.
16. Логинов 10. А., Соловьев А. Е., Логинов Л. 10. //"Экология и здоровье человека": Сборник науч. трудов.
- Иваново, 1995. — С. 23-25.
17. Лучшие психологические тесты: Пер. с англ. — Харьков, 1994.
1S. Маршцук В. Л, Блудов 10. М., Плахтиенко В. А., Серова Л. К. Методики психодиагностики в спорте. — М., 1984.
19. Мельников В. М., Ямпольский Л. Т. Введение в экспериментальную психологию личности. — М.: 1985.
20. Панин Л. Е., Соколов В. П. Психосоматические взаимоотношения при хроническом эмоциональном напряжении. — Новосибирск, 1981.
2!. Полятыкчна Т. С., Севастьянова Г. И., Мишина И. Е. и др. // "Экология и здоровье человека": Сборник науч. трудов. — Иваново, 1995. — С. 75—73.
22. Сидоренко Г. И., Захарченко М. П., Морозов В. Г. и др. Эколого-гигиенические проблемы исследования иммунного статуса человека и популяции. — М., 1992.
23. Сидоренко Г. И., Кутепов Е. Н. // Гиг. и сан. — 1994.
- № 1. - С. 13-16.
24. Судаков К В. Системные механизмы эмоционального стресса. — М., 1981.
25. Тарасова Л. А., Думкин В. //., Лагутина Г. Н. // "Проблемы донозологической гигиенической диагностики": Материалы науч. конф. / Под ред. Г. И. Сидоренко, М. П. Захарченко. — Л., 1989. — С. 57— 58.
26. Ханин ¡0. Л. // Вопр. психол. - 1987. - № 6. — С. 94-106.
27. Cattell R. В. // Handbook of Multivariate Experimental Psychology. - Chicago, 1985. - P. 174-243.
28. Landberg V. // Achievement, Stress and Anxiety. — Washington, 1982. - P. 75-92.
29. Spielberger Ch., Sarason J. Stress and Anxierty. — Washington, 1975. - Vol. 1. - P. 285-290.
Пост) пила 26.02.99
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1999 УДК 614.7-074:543.544
С. Н. Тарасов, С. И. Кручинин, С. А. Данько
ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВВОДА БОЛЬШИХ ОБЪЕМОВ ПАРОГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ В КАПИЛЛЯРНУЮ КОЛОНКУ
Центр санэпиднадзора ФСБ России. Москва
Определение состава парогазовых смесей находит широкое применение в санитарно-химических исследованиях [7]. При этом достоверный анализ многокомпонентных смесей, которыми являются объекты окружающей среды, возможен лишь с использованием высокоэффективной капиллярной хроматографии. Однако техника работы с капиллярными колонками не позволяет непосредственно анализировать пробы такого объема, которые вводят в насадочные колонки, что снижает чувствительность хроматографического анализа [4]. В настоящее время с целыо увеличения чувствительности и эффективности определения используются 2 основных способа ввода больших объемов парогазовых смесей непосредственно в капиллярную колонку. Один из них основан на термическом фокусировании определяемых соединений на начальном участке неподвижной жидкой фазы за счет низкой начальной температуры анализа [9], другой — на охлаждении (обычно жидким азотом) небольшого участка капиллярной колонки (криофокусиро-вание) [8, 12]; анализ при этом может проводиться в изотермическом режиме.
Основной недостаток первого способа — невозможность фокусирования легкокипящих компонентов. При втором способе в охлаждаемом участке могут конденсироваться и нежелательные компоненты анализируемой смеси, в частности вода, которая при большом объеме пробы может привести к закупорке колонки [2|, в связи с чем необходимо принимать меры к осушке вводимой пробы [5|. Кроме того, реализация второго способа требует специальной аппаратуры.
В ряде работ [10, 11] указывалось на возможность применения различных сорбентов для промежуточного фокусирования определяемых компонентов в небольшом объеме с последующей термодесорбцией. Однако этот способ изучен недостаточно полно и не получил широкого распространения, хотя, на наш взгляд, он представляет определенный интерес, так как прост в исполнении и, кроме того, позволяет регулировать процесс фокусировки использованием различных сорбентов.
Настоящая работа посвящена исследованию прямого ввода больших объемов парогазовых смесей в капиллярную колонку с использованием промежуточного сорбци-
Л, мм
Рис. 1. График зависимости высоты хроматографическо-го пика (Л) бензола от объема вводимой пробы (V). Условия эксперимента аналогичны табличным.
/ — ввод пробы с промежуточным сорбциомным концентрированием, 2 — без промежуточного концентрирования.
онного микроконцентрирования определяемых компонентов и применению этого способа в практике санитарно-гигиенических исследований.
Работу проводили на газовом хроматографе серии "Цвет-500" с пламенно-ионизационным детектором. Была использована стеклянная ("пирекс") капиллярная колонка длиной 30 м и внутренним диаметром 0,5 мм, покрытая неподвижной жидкой фазой ХЕ-60, толщина слоя 1,5 мкм.
При концентрировании загрязняющих веществ из парогазовых сред (атмосферный воздух) применяли металлический (25 см х 2 мм) концентратор, заполненный на 20 см полимерным пористым сорбентом Тепах ОС (35— 60 меш). Для десорбции и ввода пробы в капиллярную колонку использовали обогатительное устройство УО-89, входящее в комплект хроматографа. При прямом анализе парогазовых смесей (воздух рабочей зоны) пробу вводили петлевым способом с помощью блока дозирования газов (БДГ-115) или газоплотных шприцев.
В качестве промежуточного концентратора (ПК) при прямом вводе парогазовых проб в капиллярную колонку использовали металлический и-образный капилляр длиной 25 см и внутренним диаметром 1 мм, заполненный на 8 см полимерным пористым сорбентом Рогарак (100— 120 меш). ПК находился на верхней крышке термостата хроматографа и соединялся одним концом с выходом УО-89 (БДГ-115) или вторым испарителем, снабженным стеклянным вкладышем (18 см х 0,8 мм) для прямого ввода пробы в капиллярную колонку при шприцевом дозировании. Другим концом ПК соединялся непосредственно с капиллярной колонкой. Термодесорбцию из ПК осуществляли с помощью переносной электрической печи, входящей в комплект УО-89. Температура фокусирования 20—25°С (комнатная), десорбция 220—230°С.
В качестве регистратора применяли интегратор СЬго-таюрас С-Я6А фирмы "БЫтасЗги". Количественный анализ проводили с использованием абсолютной градуировки.
Капиллярная хроматография в отечественной лабораторной практике, в частности в рутинном анализе, не получила достаточно широкого распространения [6| вследствие необходимости использования специального оборудования и сложных узлов ввода пробы, определяющих успешную работу всей хроматографической системы [3].
Проблема сочетания капиллярных колонок с хроматографами, предназначенными для работы с насадочны-ми колонками, может быть решена благодаря использованию широких капиллярных колонок с толстым слоем неподвижной фазы, позволяющих применять обычную систему прямого ввода пробы [ 1, 3). В данной работе мы использовали капиллярные колонки большого диаметра
и стандартное хроматографическое оборудование, предназначенное для работы с насадочными колонками.
Однако максимальный объем парогазовой смеси, вводимой при оптимальной скорости газа-носителя без реконцентрирэвания. составляет лишь 0,2—0,3 мл. При дальнейшем увеличении объема пробы наблюдается резкое расширение хроматографических зон определяемых компонентов, что снижает чувствительность и затрудняет использование капиллярных колонок, в частности, в сочетании со стандартными концентрирующими патронами, требующими больших объемов газа-носителя при термодесорбции.
Для предотвращения размывания пиков мы использовали промежуточное концентрирование определяемых соединений на микронабивной колонке с сорбентом большой емкости с последующей термодесорбцией. Небольшое количество сорбента позволяет быстро осуществить термодесорбцию в малом объеме газа-носителя. При этом аналитическая колонка может находиться в изотермическом режиме.
На рис. 1 представлен график зависимости высоты га-зохроматографического пика бензола от объема вводимой пробы с использованием промежуточного сорбцн-онного концентрирования (/) и без него (2). Как видно из рис. 1, без реконцентрирования линейность нарушается уже при объеме пробы 0,1—0,2 мл, в то же время промежуточное концентрирование позволяет вводить большие объемы парогазовых проб, величина которых зависит только от объема удерживания определяемого компонента на промежуточном концентраторе без снижения эффективности. Следует отметить, что при малых величинах дозируемого объема, высота пика бензола, полученного с использованием ПК, меньше, чем без реконцентрирования. По-видимому, это объясняется некоторым размыванием хроматографической зоны бензола в момент термодесорбции из промежуточного концентратора за счет градиента температуры и обусловлено предлагаемой конструкцией данного узла, что приводит к некоторому снижению эффективности. Так, при объеме пробы 0,05 мл она составляет 1400 теоретических тарелок на I м длины колонки для ввода без реконцентрирования и 1000 — теоретических тарелок на 1 м длины колонки с реконцентрированием. При дальнейшем увеличении дозируемого объема мы наблюдали снижение эффективности и коэффициента асимметрии пика бензола при вводе без реконцентрирования. При использовании ПК эти показатели оставались неизменными, что позволяет добиться значительного увеличения чувствительности определения путем увеличения объема пробы, вводимой в капиллярную колонку.
В таблице представлена метрологическая характеристика основных параметров хроматографического процесса при вводе пробы с промежуточным сорбционным концентрированием. Как свидетельствуют данные таблицы погрешность измерения времен удерживания и высот пиков при использовании реконцентрирования не
Воспроизводимость ввода парогазовой смсси в широкую капиллярную колонку с использованием промежуточного сорбционпого концентрирования (л = 10, р = 0,95)
Параметр Компонент Х±ЬХ 1 Эг, отп. %
Время Этилацетат 1,98 ± 0,0036 0,24
удерживания, с Бензол 2,46 ± 0,0052 0,27
Гептан 2,92 ± 0,0063 0,28
Высота пика, Этилацетат 4011 ± 68 2,2
усл. ед. Бензол 8646 ± 90 1,3
Гептан 6702 ± 106 2,1
Примечание. Парогазовая смесь: этилацетат 0,040 мл/л, бензол 0,040 мг/л, гептан 0,035 мг/л. Температура колонки ЮО'С, температура детектора 150'С. Расход газа-носителя (гелия) 2,5 мл/мин, водорода 30 мл/мин, воздуха 300 мл/мин. Объем вводимой пробы 1 мл. Время промежуточного сорбционпого концентрирования 3 мин.
а 6
Рис. 2. Хроматограмма смеси некоторых приоритетных загрязнителей воздушной среды.
а — с использованием промежуточного сорбциониого концентрирования, б — без промежуточного концентрирования. Температура колонки от 50 до 180'С (программирование 5'С/лшн с начальным изотермическим участком 3 мин), температура термостата детектора 200'С. Расход газа-носителя (гелия) 4 мл/мин, водорода — 30 мл/мин, воздуха — 300 мл/мин. Термодесорбция из патрона с Тепах ОС. Время промежуточного сорбциониого концентрирования 3 мин. Концентрация компонентов исходной паровоздушной смеси на уровне I ПДКСЛ. / —диэтиловый эфир, 2 — ацетон, 3 — 1,1-дихлорэтан, 4 — этилацетат, 5 — бензол, 6 — четыреххло-рнстый углерод, 7 — толуол, 8 — бутанол, 9 — бутилацетат, № — эпи-хлоргидрин, II — м- + п-ксилол, 12— о-ксилол, 13 — изопропилбензол, 14 — циклогексанол, 15 — циклогексанон.
более 0,3 и 2% соответственно, что не превышает погрешности хроматографических методов анализа и позволяет применять этот способ ввода в качественном и количественном анализе.
Данный способ реконцентрирования мы использовали при санитарно-химических исследованиях различных объектов окружающей среды. В частности, на рис. 2 представлены хроматограммы паровоздушной смеси некоторых приоритетных загрязнителей воздушной среды, сконцентрированных на патроне с Тепах ОС и десорби-рованных с использованием промежуточного сорбциониого концентрирования (а) и без него (б). Применение реконцентрирования позволило получить узкие симметричные пики; смесь разделена с лучшим разрешением.
Следует отметить, что применяемый нами в промежуточном концентраторе полимерный пористый сорбент не является универсальным, в частности, на нем плохо сорбируются легколетучие полярные соединения, например низшие спирты. Его применение было обусловлено практическими задачами. Используя сорбенты с различными сорбционными свойствами (молекулярные сита, силикагель, графитированная сажа, хромато-графические насадки, пористые полимеры с различными свойствами и т. д.), можно анализировать соединения с широким спектром температур кипения — от газов до высококипяших жидкостей и твердых веществ.
Вывод. Исследован способ прямого ввода больших объемов парогазовых смесей в широкую капиллярную колонку, основанный на промежуточном концентрировании определяемых соединений на микронабивной колонке с сорбентом большой емкости с последующей термодесорбцией. Показана возможность применения его в аналитической практике с использованием стандартного хроматографического оборудования.
Литература
1. Березкин В. Г. // Завод, лаб. - 1988. - Т. 54. - № 12.
- С. 1-13.
2. Вчтенберг А. Г., Косткина М. И. // Журн. аналит. химии. - 1988. - Т. 43. - № 2. - С. 318-327.
3. Высокоэффективная газовая хроматография: Пер. с англ. / Под ред. К. Хайвера. - М., 1993. - С. 175-196.
4. Другое /О. С., Березкин В. Г. Газохроматографиче-ский анализ загрязненного воздуха. — М., 1981. — С. 73.
5. Колб Б. // Журн. аналит. химии. — 1996. — Т. 51. — № 11. - С. 1171-1180.
6. Резайкин В. И., Помазанов В. В., Новиков Ю. П., Комаров Г. Д. // Завод лаб, - 1996. - № 10. - С. 8-14.
7. Справочник по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды / Под ред. Г. И. Арановича. - Л., 1979. - С. 16-258.
8. Химический анализ объектов окружающей среды. — Новосибирск, 1991.-С. 182-191.
9. Grob К. Ц Analyt. Chem. - 1994. - Vol. 66, N 20. -А1009—А1019.
10. Mino Т., Nakanishi S., Hobo Т. // Bunseki kagaku. — 1995. - Vol. 44, N 1. - P. 55-62.
11. Peters A. J., Sacks R. D., Arbor А. / Пат. 5288310 USA, мки5 B01D15/08.
12. Rankin С. L., Sacks R. D. //J. chromatogr. Sei. - 1994.
- Vol. 32, N 1. - P. 7-13.
Поступила I8.I2.9S
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1999 УДК 614.7:547.52/.59]-07
Я. В. Зайцева, Т. С. Уланова, Т. В. Нурчсламова, Н. А. Попова
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ
Пермский научно-исследовательский клинический институт детской экопатологии
Продукция предприятий нефте- и газоперерабатывающей промышленности характеризуется многотон-нажностыо и широким ассортиментом. Следствием этого является большой объем выбросов летучих органических соединений (бензол, толуол, этилбензол, п-, м-, о-ксилол и др.) в атмосферу города, что создает риск накопления токсичных химических веществ в организме человека. Одним из основных факторов, указывающих на связь возникновения заболеваний и экологических воздействий, является определение в биосредах человека основных компонентов выбросов промышленных предприятий.
Наиболее восприимчивыми к воздействию факторов загрязнения окружающей среды являются дети и женщины фертильного возраста, проживающие на загрязненных территориях и подвергающиеся влиянию малых концентраций токсичных соединений в течение продолжительного времени.
Особенно актуальна проблема профилактики экоза-висимых состояний у беременных женщин, так как это в значительной степени связано с проблемой воспроизводства населения.
Для гигиенической оценки риска экозависимых состояний у людей, проживающих на территории с высоким уровнем антропогенной нагрузки, были проведены
