CC BY
6
IРубец В. И. Гигиеническое обоснование предельно допустимых концентраций некоторых фурановых соединений (фуран, фурфурол, тиофен, каптакс) в воде водоемов. Автореф. дис. канд. Харьков, 1964. \Стасенкова К■ П., Кочеткова Т. А. — В кн.: Токсиколо-
гия новых промышленных химических веществ. Л., 1968, вып. 10, с. 35—44. Стасенкова К■ П., Карамзина И. М. — Там же. М., 1971, вып. 12, с. 44—54.
Поступила 8/1V 1980 г.
УДК 614.777+ 628.1.031:1546.173 + 846.1751-074
Канд. хим. наук А. Л. Перцовский, Т. В. Марковская, Г. А. Харникова
О ГА30ХР0МАТ0ГРАФИЧЕСК0М ОПРЕДЕЛЕНИИ НИТРАТОВ И НИТРИТОВ В ВОДЕ
Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт, Минск
В настоящее время в санитарной химии для определения нитратов и нитритов в воде используют колориметрические методы (Ю. Ю. Лурье), однако они часто требуют | больших затрат времени, многоэтапны, неспецифичны.
Мы использовали получивший распространение в последние годы за рубежом газохроматографический метод | определения нитратов и нитритов в воде (Glover и Hoff-sommer; Ross и соавт.; Tesch и соавт.). Этот метод основан на переводе иона нитрата (в случае иона нитрита проводится предварительное окисление до нитрата) в нитробензол при реакции с бензолом в присутствии катализатора. Количество нитробензола определяли на газовом хроматографе с детектором по электронному захвату (ДЭЗ).
Для проведения массовых анализов в санитарно-хи-мической практике важное значение приобретает расход реактивов на каждый анализ. Поэтому предварительно на примере анализа стандартного раствора воды, содержащего азота нитратов 100 мкг/мл, установлено, что для проведения конверсии нитрата в нитробензол оптимальное соотношение вода — бензол — катализатор (концентрированная серная кислота) равно 1:3:3.
Для определения концентрации нитратов в воде в колбу емкостью 50 мл с притертой пробкой вносили 1 мл анализируемой воды, 3 мл бензола и 3 мл концентрированной серной кислоты особо чистой. Смесь энергично встряхивали в течение 10 мин, бензольный слой декантировали и аликвотную часть его (1—2 мкл) вводили в испаритель хроматографа.
При определении концентрации нитритов анализ проводили по описанной методике, но в реакционную смесь добавляли 1 мл 0,1 М водного раствора перекиси водорода или 1 мл 0,1 М водного раствора перманганата калия. При наличии в растворе нитратов их определяли суммарно с нитритами. Концентрацию нитритов в этом случае вычис-
ляли вычитанием количества нитратов, определенных в этой же пробе, без прибавления раствора окислителя.
Для исключения ошибки при возможном содержании в воде нитробензола ставили контрольный опыт. 1 мл исследуемой воды встряхивали с 3 мл бензола в течение 10 мин. Бензольный слой анализировали на хроматографе. При обнаружении нитробензола воду повторно экстрагировали бензолом до исчезновения нитробензола. Освобожденную таким образом от нитробензола пробу воды исследовали по описанной выше методике.
После проведения конверсии в нитробензол герметично закрытые пробы могут храниться в холодильнике длительное время. Вместо бензола для анализа можно использовать другие ароматические углеводороды, например толуол.
Газохроматографическое определение осуществляли на приборе «Газохром 1106» с ДЭЗ. Использовали стеклянную колонку (150X0,4 см), заполненную силанизи-рованным хроматоном (зернение 0,2—0,25 мм) с 5% не-опентилгликольсукцината. Температура колонки 150 °С, испарителя 200 °С, детектора 180 °С, скорость газа-носи-теля (азота особо чистого) 70 мл/мин.
Количественный анализ проводили методом абсолютной калибровки по высоте пиков. Калибровочные графики строили путем анализа стандартных водных растворов, содержащих 1—5 мкг/мл азота нитратов или нитритов. Графики имели линейный характер.
Чувствительность метода 0,05 мг/л азота нитратов или нитритов, минимально определяемое количество нитробензола (в пересчете на азот) 30 пг. Относительная ошибка определения нитратов не превышает 3%, нитритов (в присутствии нитратов)—6%. Время хроматографи-ческого анализа 2 мин. Методика успешно использована нами для анализа подземных вод.
Литература, вод. Под ред. Ю 140—142. Glover D. J., Hof ¡sommer J v. 94, p. 334—337.
Унифицированные методы анализа Ю. Лурье. М., 1973, с. 135—137;
С. — J. Chromatogr., 1974,
Ross W. D., Buttler G. W., Duffy T. G. et al. — Ibid.,
1975, v. 11, p. 719—727. Tesch J. W., Rehg W. R., Sievers R. S. — Ibid., 1976, v. 126, p. 743—755.
Поступила 2/VI 1980 r.
УДК 613.32 + 614.721:622.381.1
Б. Б. Фишман
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ СЕРОВОДОРОДА В ШАХТНЫХ И КАРЬЕРНЫХ ВОДАХ И ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ ПРИ ДОБЫЧЕ ОГНЕУПОРНЫХ ГЛИН
Городская санэпидстанция, г. Боровнчи Новгородской обл.
При разработке огнеупорных глин образуется большое количество шахтных и карьерных вод. Ранее существовало мнение о санитарной надежности дренажных
шахтных вод в химическом отношении, в связи с чем предлагалось использовать их для пылеподавления и хозяйственно-питьевых целей. Вместе с тем в литературе
имеются данные о том, что при разработке угольных пластов, железорудных и медных ископаемых в шахтных водах обнаруживается сероводород, концентрация которого зависит от степени обводнения пластов и удельного веса серосодержащих элементов в ископаемом. Источником сероводорода в шахтных или карьерных водах могут быть межпластовые воды, из которых сероводород в процессе дегазации поступает в воздушную среду. При контакте кислых вод шахт с серосодержащими горными породами сероводород является конечным продуктом биохимических реакций, протекающих под влиянием специфической микрофлоры (Н. А. Агеева). Подобное разделение условий образования сероводорода условно, так как эти процессы нередко протекают одновременно. Вместе с тем сероводородсодержащие воды способны оказывать кожно-резорбтивное действие, а также неблагоприятное влияние на организм человека при ингаляционном поступлении.
Учитывая недостаточную изученность сероводородной загрязненности шахтных или карьерных вод, а также воздушной среды при разработке нерудных ископаемых, на примере 4 шахт и открытого карьера Боровичско-Лю-бытинской группы месторождений огнеупорных глин мы изучили источники образования и количественное содержание сероводорода в шахтных водах и воздушной среде при подземной и открытой добыче огнеупорных глин.
Согласно классификации Н. А. Агеевой, месторождения огнеупорных глин с учетом их генезиса можно разделить на 2 геологопромышленных типа. Главным фактором, определившим различие в условиях образования огнеупорных глин этих типов, является неодинаковая концентрация сульфатов в среде осадконакоплення, обусловливающая специфический характер диагенетических преобразований глин месторождений. Для глик месторождений II геолого-промышленного типа характерно наличие сульфатной серы, резкое преобладание пирит-ного железа над сидеритным (А. К- Пылина). Данные пи-рит-марказитовые конкреции относятся к сульфидным. В месторождениях I типа преобладает азот на фоне значительного снижения содержания додиагенетического органического вещества и серы.
Для месторождений огнеупорных глин характерно наличие до 8 водоносных горизонтов, нередко связанных в единый водоносный комплекс, при дренировании и вскрытии которого в шахтные выработки поступает от 300 до 750 м3/ч вод, распределяющихся по видам водопри-тока: через сквозные фильтры 56,6%, через забивные 8,19%, через прорывы 1,78%, через прочие водопритоки 33,8%. Сквозные фильтры дренируют все водоносные горизонты, расположенные над подземными выработками, забивные — только воды «надглиняных» горизонтов. Особенностью гидрогеологических условий разработок огне-упорной глины является выемка ископаемого, служащего естественным изолирующим слоем между водоносными горизонтами разного химического состава, в результате чего горизонты объединяются в единый комплекс, воды которого имеют смешанный характер. Для изучаемых месторождений типичен гидрокарбонатно-сульфатно-натрие-вый состав вод Тульского и гидрокарбонатно-натриевый или калиевый Алексинско-Михайловского горизонтов, составляющих «надглиняный» горизонт.
Для изучения мы отбирали воды из забивных, сквозных фильтров и водопонижающих скважин. Анализ проводили по общесанитарным показателям, рекомендуемым ГОСТом на выбор водоисточника; кроме того, в шахтных водах определяли БПК5, концентрацию сероводорода, окислов кальция и магния. За 1974—1979 гг. выполнено около 1000 анализов. Обобщенный состав шахтных вод представлен в таблице.
Шахтные воды различаются по своему составу в зависимости от характера отведения. Наиболее значительная концентрация сероводорода (от 80,3 до 102 мг/л) установлена при водоотведении забивными фильтрами, несколько меньшая (78,2±0,4 мг/л) определялась в водах из сквозных фильтров.
Мы провели анализ шахтных вод (из сквозных фильт-
Состав вод подземных выработок по виду водообразования
Показатели
Сквозной фильтр
Запах, баллы Цветность, град. Прозрачность по шрифту
Снеллена. см РН
Осадок
Взвешенные вещества, мг/л
Прокаливаемые взвешенные вещества, мг/л Плотный остаток, мг/л Прокаливаемый плотный
остаток, мг/л Щелочность, мл Окнслясмость, мг/л О, Сульфаты, мг/л Хлориды, мг/л Аммонийный азот, мг/л Нитриты, мг/л Нитраты, мг/л ВПК.
Железо, мг/л Общая жесткость, град. Сероводород, мг/л Окись кальция, мг/л Окись магния, мг/л Коли-индекс
0—3 10-60
22,5±0.2 7,4±0,4 Песчаный
53,8±24,8
21,3±12,3 361.34,90,2
192.0±40,8 4,87±0,8 10,3±0,92 119.7±51,9 21,89±0,92 0.45±0,2 0,008 ±0,005 0,65±0,5 4,128±0,2 0.4±0,16 6.47±0,8 78.2±0.4 Зб.76±12,1 !6.7±0,92 3,0-9,0
Забивной фильтр
0-2 10-60
29,1 ±0,4 7,5±0,2 Песчаный
41,4±11,1
32,5±10.0 588,5± 132,1
445,3±224.6 6,8±0.40 9.4±3,0 196,1±80,1 25,6±9,36 0,073±0,02 0,003±0,001 . 0,0+ 0,0001 3.82±0,4 0.28±0,2 7,6±3,3 94,34±8.53 40.9±25,9 20,82±11,3 3.0-9.0
Водопони-жающая скважина
Отсутствует 75—80
30.0 7,65±0,18 Песчаный
27,46±6.5
14,4±3.4 295,6± 15,8
158,7±9,8 2,29±0,1 23,3±1,6 Э0.49±5,2 13.6±2,28 0,17±0,006 0,004 ± 0,00001 0,27±0,029 8.44±1,6 0,2±0,1 7,2±0,6 2,0±0.7 40,1±6,0 17,2±4,2 3,0
ров) с целью выявления сероводорода на шахтах различного геолого-промышленного типа. Установлено, что при относительно низкой концентрации пирита, сидерита в глинах месторождений (шахта «Артем-2») концентрация сероводорода в воде забивных фильтров составляла от 8 до 15 мг/л только в старых выработках, а в шахтах «Пролетарий», «Волгино» она была максимальной. Выявлено также, что уровень сероводорода в водах организованных притоков на старых выработках значительно выше, чем во вновь разрабатываемых штреках. При интенсивной откачке воды в условиях образования гидрогеологических депрессий и искусственного разлома пластов при их разработке в зоны питания вовлекаются водоносные горизонты поверхностных водоисточников. При сравнении состава вод шахт одного типа месторождений установлено наличие более высоких концентраций сероводорода в шахтах, имеющих обоснованную гидрогеологами связь водоносных горизонтов с поверхностными водоисточниками. Так, в водах шахты «Пролетарий» концентрация сероводорода была в 1/2—1 раз больше, чем в шахте «Ши-ботово» (коэффициент корреляции +0,86). Выявленные концентрации сероводорода в водах в 3—4 раза превышают концентрации, при которых вода в результате прямого длительного контакта оказывает ко жно-резорбтивное действие.
При проникновении шахтных вод в выработки происходят ее дегазация и как следствие загрязнение воздушной среды сероводородом, в связи с чем нами проведено исследование воздуха шахт на содержание сероводорода. Выбор точек обусловлен типом водопритока. Сероводород в воздухе определяли с помощью нитрата серебра. Всего отобрано 42 пробы. Как показали наши исследования, в зависимости от типа водосбора, транспортировки и метода ведения работ в шахтах имеются сероводородные зоны, условно подразделенные на зону интенсивного, постоянного образования сероводорода, зону дегазации воды и зону смешения. К зоне образования сероводорода мы отнесли старые выработки, где нет вентиляции, но работы по откачке вод продолжаются, а также разрабатываемые пласты ископаемого, граничащие со старыми выработками или находящиеся в зоне тока подземных вод с отработанных площадей. Зона дегазации охватывает вентиляционный и дренажный штреки, куда выведена основная масса сквозных и забивных фильтров. Концентрация сероводорода в пересчете на объем исследуемого воздуха в зоне образования сероводорода составила 0,06±0,01 мг/м3, в зоне дегазации — 0,03±0,007 мг/м*, в зоне смешения — 0,015±0.001 мг/м3.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что в качестве одного из основных гигиенических критериев качества шахтных вод и воздушной среды должны быть результаты определения сероводорода.
Выводы. 1. Качество дренируемых в шахтах по добыче огнеупорных глин вод зависит от качества воды дренируемого водоносного горизонта. Все шахтные воды разработок независимо от типа водопритока содержат сероводород, концентрации которого находятся в прямой связи с количеством серы и органического вещества в породах, водообильностью горизонтов и типом]разработки ископаемого.
Литература. Агеева Н. А. Методика разведки и опробования месторождений огнеупорных глин на примере Боровичско-Любытинского района. Автореф. дне. канд. Л., 1967.
2. Общее содержание сероводорода в шахтных водах разработок огнеупорных глин превышает гигиенически допустимый уровень с учетом установленного кожно-резорбтивного действия.
3. Загрязнение сероводородом воздушной среды при подземной добыче глин обусловлено в основном дегазацией шахтных вод, причем его уровень не превышает ПДК. Наибольшие концентрации сероводорода обнаружены в старых выработках.
4. При осуществлении предупредительного и текущего санитарного надзора необходимо в качестве обязательного показателя оценки шахтных вод и воздушной среды использовать данные исследования на- сероводород.
Пылина А. К• — Учен, записки Ленинград, пед. ин-та,
1964, т. 267, с. 243—252. Пылина А. К- — Там же, с. 207—212.
Поступила П/У1 1980 г.
УДК 613.481-07:612.55
Л. Б. Казанцева, В. К■ Самыгин, В. И. Горбоносова
ДАННЫЕ О ВЛИЯНИИ ГИГРОСКОПИЧНОСТИ ОДНОСЛОЙНОЙ ОДЕЖДЫ НА ТЕПЛООБМЕН ЧЕЛОВЕКА
Определяющим фактором гигиеничности одежных материалов считают гигроскопичность ткани. Это свойство обусловливает способность одежды передавать в окружающую среду пот, выделяемый кожными покровами человека. Однако, на наш взгляд, передача влаги путем сорбции — десорбции, являющаяся физико-химическим процессом, требует большего времени, чем механическое прохождение водяных паров через открытые поры ткани за счет разности упругости водяных паров. Поэтому в тех случаях, когда ткань одежды разрежена, осуществление влагосорбционной способности будет менее эффективным по сравнению с прямым переносом влаги и можно ожидать снижения роли гигроскопичности как гигиенического показателя, а следовательно, уменьшения ее физиологической значимости. Такие условия возможны при использовании тонких материалов в летней одежде. Подтверждение этого рассуждения может позволить рекомендовать при создании новых одежных материалов из химических нитей, обладающих низкой гигроскопичностью, делать их более разреженными, с высокой воздухопроницаемостью.
В настоящей работе мы предлагаем рассмотреть некоторые данные о роли гигроскопичности легких одежных тканей в теплообмене человека с окружающей средой. Целью наших исследований являлось получение количественной оценки зависимости физиологических показателей от гигроскопичности одинарного слоя легкой ткани в условиях изменяющейся температуры окружающей среды. Для этой цели были специально изготовлены ткани с различной гигроскопичностью — от 1,7 до 24% при фиксированных 10 физико-механических показателях, способных повлиять на гигиеничность одежды, что проверялось по критерию однородности дисперсии изучаемых показателей.
Из выбранных тканей были сшиты сорочки одинаковых фасонов. Испытания проводили в микроклиматической камере при изменяющейся температуре окружающей среды: 26, 30, 34 и 38 °С. Подвижность воздуха составляла 0,1 м/с в условиях постоянной относительной влажности 60% на спокойно сидящем человеке. Исследуемое изделие надевали на обнаженное тело и поверх него ничего не надевали. Изделия оценивали по данным теплового состояния человека и пододежного микроклимата. О тепловом состоянии человека судили по температуре кожи и тела, а также влажности кожных покровов. Температуру кожи регистрировали в 7 точках (по Харди и Дюбуа) на протяжении всего эксперимента через 5 мин. На осно-
вании полученных данных рассчитывали средневзвешенную величину. Температуру тела измеряли в подмышечной впадине до и после эксперимента. Влажность кожных покровов определяли по изменению электрокожного сопротивления с помощью прибора Мишука. Наряду с объективными показателями проводили субъективную оценку теплового состояния в баллах (от 1 до 5) в соответствии с классификацией теплового состояния. Состояние пододежного микроклимата изучали по данным температуры и относительной влажности. В экспериментах принимали участие 4 мужчины в возрасте от 18 до 25 лет. Эксперимент длился 40 мин.
Полученные результаты показали, что с изменением гигроскопичности исследуемого одинарного слоя одежды, имеющего массу 60—69 г/м2, плотность 407/264— 339/271 нитей на 10 см2, толщину 155—220 мк, воздухопроницаемость 2100—2700 дм3/м2-с, при указанных параметрах микроклимата меняются некоторые показатели теплового состояния испытателей и пододежного микроклимата: влажность кожных покровов, относительная влажность пододежного воздуха, субъективная оценка теплового состояния. Температура кожи участков, закрытых исследуемой одеждой, и пододежного воздуха при этом не реагирует на изменение гигроскопичности изучаемой одежды. При температуре воздуха 34 °С изменение гигроскопичности от 1 до 24% равносильно снижению, например, относительной влажности под одеждой на 13%, повышению оценки чувства комфортности на 0,7 балла, уменьшению влажности кожных покровов от 550 до 1000 кОм, т. е. переходу из зоны среднего увлажнения кожных покровов в зону очень легкого увлажнения. Также можно определить и значимость 1% изменения гигроскопичности легких одежных тканей.
Таким образом, физиологическая значимость изменения только одного показателя гигроскопичности при неизменяющихся остальных свойствах ткани, обусловливающих гигиеничность одежды, невелика для легких летних тканей, используемых в виде одинарного слоя.
Основной причиной этих несколько непривычных результатов мы считаем высокую воздухопроницаемость и низкую плотность исследуемых материалов, которые не препятствуют интенсивной прямой тепломассопередаче через свободные поры. Наряду с этим некоторая жесткость, присущая большинству изученных тканей, обусловливает неплотное прилегание одежды к телу и тем самым обеспечивает продольную конвекцию пододежного воздуха, а следовательно, увеличивает дополнительные воз-
