CC BY
7
Стандартная шкала
Реактив Nt пробирок
0 1 2 3 4 6 6
Рабочий раствор аммиачной
селитры с содержанием
0.1 мг/мл, мл 0 0,05 0,1 0,25 0,5 0,75 1.0
Дистиллированная вода, мл 5,0 4,95 4,9 4,75 4,5 4,25 4,0
Реактив Несслера, мл 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Содержание аммиачной се-
литры, мкг 0 5,0 10,0 25,0 50,0 75,0 100,0
и воду сливали в пробирку с пробой. В пробу вливали 0,5 мл реактива Нес-слера, перемешивали, оставляли на 5—10 мин и колориметрировали.
Расчет проводят по формуле: х = тг~, где X — концентрация аммиач-
ной селитры в воздухе, мг/м3; а — содержание аммиачной селитры, найденное в пробе по калибровочному графику, мкг; У0 — объем пропущенного воздуха на анализ, приведенный к нормальным условиям, л.
% Преимуществами разработанного метода являются: простота в подготовке пробы к анализу (исключается применение спирта, кислот); высокая чувствительность; быстрота и надежность определения содержания аммиачной селитры.
ЛИТЕРАТУРА. БелощицкаяЛ. В., ШудеговаЛ. И. — Гиг. и сан., 1976, № 3, с. 68.
Поступила 27/УП 1978 г.
УДК 614.777 + 628.3121:016.277.4
JI. Д. Костенко, В. Г. Костенко
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ЛЕТУЧИХ N-НИТРОЗАМИНОВ В ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ
Научно-исследовательский институт онкологии им. проф. Н. Н. Петрова Министерства здравоохранения СССР, Всесоюзный научно-исследовательский институт гидролиза рас-
тительных материалов, Ленинград
С тех пор как было обнаружено (Magee и Barnes; Schmahl и Preussmann), что N-нитрозосоединения могут индуцировать опухоли у животных, число публикаций, посвященных вопросам разработки надежных методов количественного определения этих соединений в окружающей среде, с каждым годом неуклонно возрастает. Предложено довольно много способов обнаружения и количественного определения N-нитрозаминов в различных продуктах и средах (Я. Л. Костюковский и Д. Б. Меламед).
Среди этих способов к наиболее достоверным и надежным можно отнести в первую очередь те методы, которые основаны на хроматографиче-ском разделении анализируемых соединений. Однако при использовании даже высокочувствительных специфических детекторов, применяемых в газовой хроматографии (например, детектор по захвату электронов, электростатический детектор Коулсона), не всегда удается избежать опасности получения ошибочных результатов, так как чаще всего в анализируемых пробах содержатся органические соединения других классов, которые пе-ц ремещаются по хроматографической колонке с такой же скоростью, как и нитрозамины. В связи с этим остается актуальным поиск путей повышения
Таблица t
Хроматографические свойства летучих нитрозамннов
Варианты хроматографического разделения
Нитрозамин I II III IV
<я Kt 'я Ki <я К, 'я /С,
ДМНА 2,05 3,0 2,9 1,65
ДЭНА 3,72 2,4 4,12 1,86 3,65 3,75 2,10 1,6
ДПНА 8,45 3,1 7,38 3,9 5,85 7,3 3,65 2,8
ДБНА 21,05 3,95 16,0 12,0 11,6 14,6 11,5 5,06
надежности данных, получаемых с помощью хроматографических методов. Поставленную задачу можно решить либо путем повышения специфичности детекторов, применяемых при хроматографическом анализе нитрозамннов,. либо путем совершенствования способов подготовки проб для хроматогра-фического анализа и одновременного применения как минимум двух хроматографических методов, кардинально различающихся по используемым принципам разделения и детектирования нитрозамннов и обладающих оптимальными хроматографическими характеристиками. Нам представляется целесообразным уделить внимание второму пути, так как при этом можно надеяться, что в дальнейшем будут разработаны методики, которые найдут f применение в лабораториях, контролирующих загрязненность окружающей среды. В настоящее время в литературе описаны различные варианты газохроматографического разделения летучих нитрозамннов с использованием как полярных (Wassermann; Kelly и Nunn; Walker и соавт.; Ю. М. Канн и О. В. Таутс), так и неполярных жидких фаз (Н. Я. Михайловский и соавт.). Известна также возможность использования высокоэффективной жидкостной хроматографии для разделения нитрозамннов (Л. Д. Костенко и соавт.; Сох; Heyns и Röper; Klimisch и Ambrosius; Fine и соавт., 1976а; Fine и соавт., 19766).
Чтобы решить вопрос, каким вариантам хроматографического разделения нитрозамннов отдать предпочтение, мы изучали поведение четырех простейших диалкил-нитрозаминов: диметил-нитрозамина (ДМНА), диэ-тилнитрозамина (ДЭНА), ди-н-пропил-нитрозамина (ДПНА), ди-н-бутил-нитрозамина (ДБНА) в различных условиях хроматографкрования. В табл. 1 приведены времена удержания (tR) и величины фактора разделения (/С,) для перечисленных выше нитрозамннов при использовании нескольких (наиболее оптимальных) вариантов их хроматографического разделения, щ
Условия хроматографического разделения были следующими.
I вариант. Колонка стальная, / — 1,8 м, 0 — 3 мм, заполнена полихромом 1 зернения 0,16—0,25, на который нанесено 15% полнметил-фенилсилоксановой жидкости ПФМС-4. Хроматограф модели фирмы Пер-кин — Эльмер, детектор пламенно-ионизационный (ДИП), температура колонки 140°С. Скорость газа-носителя (Не) 30 мл/мин.
II вариант. Колонка стальная, /—1,8 м, 0 — Змм, заполнена хромосорбом—W зернения 0,16—0,20 мм, на который нанесено 15% карбовакс-20 М, остальные условия те же, что и в I варианте.
III вариант. Колонка стальная микронабивная, I— Юм, 0 — 0,25 мм, неподвижная жидкая фаза карбовакс-20 М, скорость газа-носителя (Не) 4 мл/мин. Остальные условия те же, что и в I варианте.
IV вариант. Колонка стальная, I — 50 см, 0 — 2,6 мм, заполнена ODS—Sil-X-1, подвижная фаза 20% раствор этилового спирта в воде, давление 75 атм, V — 1 мл/мин; температура термостата колонки 50°С. Жидкостной хроматограф модели 601 фирмы Перкин — Эльмер, детектор LC-55, запись вели при 230 нм, чувствительность 0,1 оптической плот- Ф ностн на всю шкалу самописца.
Если в качестве критерия оценки рассматривать фактор /Сх, то среди газохроматографических способов предпочтение следует отдать микронабивной колонке, однако, учитывая малую доступность такого рода колонок, в дальнейшем было решено использовать обычную набивную колонку, в которой в качестве неподвижной фазы применен карбовакс-20М (вариант II), д тем более что величины Ki в этом случае достаточно высоки и сопоставимы с таковыми для микронабивной колонки (вариант III). Кроме того, величина пробы в этом случае в несколько раз выше, что позволяет обнаруживать более низкие концентрации нитрозаминов.
Что касается высокоэффективной жидкостной хроматографии, то здесь было решено остановиться на варианте с использованием наполнителя колонки с обращенной фазой (ODS—Sil-X-1), так как в этом случае в качестве подвижной фазы можно применять легкодоступный водный раствор этилового спирта. При этом величины Ki достаточно высоки, что свидетельствует о полном разделении всех компонентов модельной смеси.
Выбранные таким образом оптимальные варианты хроматографиче-ского анализа (II и IV) принципиально отличаются друг от друга. Так, в первом случае газожидкостную хроматографию осуществляли с использованием среднеполярной неподвижной жидкой фазы и инертного (неполярного) газа-носителя. Во втором случае при использовании жидкостной хроматографии высокого давления разделение проводили на неполярной фазе, элюируя нитрозамины полярным растворителем. Различна также спе-цифичность детектирования нитрозаминов: в первом случае использовали неспецифический пламенно-ионизационный детектор, во втором случае запись хроматограмм вели при определенной длине волны (230 нм), что можно отнести к среднеспецифическому детектированию.
Чтобы проверить, насколько эффективно параллельное использование двух вариантов хроматографического анализа, получили хроматограммы проб природной воды (вода Невы в черте города) и основного компонента сточной воды (последрожжевая бражка) Ленинградского гидролизного завода. Пробы готовили следующим образом: к 1 л анализируемой воды или последрожжевой бражки добавляли 10 мл 10% раствора фосфорной кислоты и отгоняли воду, добавляя в перегонную колбу к концу отгонки около 200 мл дистиллированной воды. Полученный дистиллят, объем которого был равен 1 л, подщелачивали раствором NaOH до рН Ю,0 и экстрагировали хлористым метиленом (4x20 мл).
Полученные экстракты объединяли, обезвоживали с помощью фильтра, имеющего силиконовое покрытие (разделитель фаз. IPS, производство фирмы Ватман), хлористый метилен удаляли на ротационном испарителе при комнатной температуре до объема 1,5 мл и хроматографировали по |И1 и IV вариантам. При этом остаток разделяли на 2 части: 0,5 мл использовали для газожидкостной хроматографии, 1 мл — для жидкостной (в этом случае остаток н-гексана удаляли полностью на ротационном испарителе в присутствии 1 мл воды). Точно также были обработаны образцы, к которым добавляли смесь нитрозаминов (по 100 мкг каждого на 1 л анализируемой пробы). В хроматографическую колонку вводили при газожидкостном варианте хроматографии 1 мкл, в жидкостном — 9 мкл. Применение фосфорной кислоты для поддержания рН среды в пределах 1,0— 3,0 в процессе отгонки более предпочтительно, чем использование для этой же цели серной кислоты, которая катализирует реакцию деградации Сахаров, в частности до нейтральных продуктов, мешающих определению нитрозаминов. Все упомянутые растворители тщательно очищали путем перегонки, а дистиллированную воду освобождали от нитритов (Ю. Ю. Лурье и А. И. Рыбникова) и еще раз перегоняли, используя дефлегматор.
Если сравнить хроматограммы исходных проб и проб с добавками нитрозаминов, то можно констатировать прежде всего наличие или отсут-^ ствие компонентов, имеющих время удерживания, совпадающее с временем * удерживания отдельных нитрозаминов. Оказалось, что применение лишь
одного какого-либо хрома-тографического способа может приводить к ошибочным выводам гораздо чаще, чем при использовании двух способов. Так, в д табл. 2 приведены результаты качественного обнаружения 4 нитрозаминов в анализировавшихся пробах. В связи с тем что отсутствие пика на хрома-тограмме свидетельствует достоверно об отсутствии в анализируемой пробе вещества с соответствующим временем удерживания, можно заключить (учитывая данные двух хрома-тографических способов), что ни в невской воде, ни в последрожжевой бражке не содержится ни один из 4 нитрозаминов. Речь, конечно, идет лишь о концентрациях нитрозаминов, превышающих уровень минимально детектируемых количеств этих соединений в условиях опыта.
Ориентировочно был установлен и уровень концентраций, выше которых нитрозамины в наших условиях должны были бы быть обнаружены. g Для невской воды этот предел составлял около 5 мкг/л, для сточной воды ™ Ленинградского гидролизного завода — около 20 мкг/л. Хотя достигнутый в наших условиях нижний предел концентрации нитрозаминов, определяемых чисто хроматографическими методами, ниже, чем в условиях, описанных в литературе, в дальнейшем, видимо, необходимо продолжить исследования, чтобы еще снизить предел обнаруживаемых количеств нитрозаминов и расширить круг соединений, которые можно анализировать двумя хроматографическими способами.
Выводы
1. Для более надежного обнаружения летучих нитрозаминов предложено использовать одновременно как минимум два варианта хроматографи-ческого анализа с различными принципами разделения (газожидкостная и жидкостная хроматография с обращенными фазами) и детектирования (ДИП и спектрофотометрирование).
2. Показано, что в воде Невы не содержатся ДМНА, ДЭНА, ДПНА, ДБНА в концентрации выше 5 мкг/мл каждого нитрозамина, и в последрож-^ жевой бражке Ленинградского гидролизного завода — выше 20 мкг/л.
ЛИТЕРАТУРА. КаннЮ. М., ТаутсО. В. — В кн.: Канцерогенные N-нитрозосоединения — действие, синтез, определение. Таллин, 1975, с. 60— 63. — К о с т е н к о Л. Д., К осте н к о В. Г., Д и к у н П. П. — В кн.: Канцерогенные N-нитрозосоединения — действие, образование, синтез. Таллин, 1978, с. 192. — Костюковский Я. Л., Меламед Д. Б. — Гиг. и сан., 1978, № 1, с. 63—68. — Лурье Ю. Ю., Рыбникова А. И. Химический анализ производственных сточных вод. М., 1974, с. 71—72. — Михайловский Н. Я.. Румянцев П. Г., Королев А. А. и др. — Гиг. и сан., 1977, № 2, с. 43— 50. — С о х Q. В. — J. Chromatogr., 1973, v. 83, p. 471—481. — Fine D. H., Huffman F., R o u n b e h 1 e г D. P. et al. — In: Environmental. N-Nitroso Compounds Analysis and Formation. Lyon, 1976, N 14, p. 43—50. — Fine D. H., Ross R., Rounbehler D. P. et al. — J. Agrie. Food Chem., 1976, v. 24, p. 1069—1071. — Heyns К., Roper H. — J. Chromatogr., 1974, v. 93, p. 429— 439. — Kelly F. Т., N u n n J. R. — In: N-Mitroso Compounds in the Environment. Lyon, 1974, N9, p. 26—31. — К 1 i m i s с h H. J., Ambrosius D.— J. Chromatogr., 1976, v. 121, p. 93—95. — M a g e e P. N.. В a r n e s J. M. — Brit. J. Cancer, 1956, v. 10, p. 114—122. — S с h m ä h 1 D., Preussmann R. — Naturwissenschaften, 1959, Bd 46, S. 175. — Walker E. A., Castegna-f
Таблица 2
Обнаружение летучих нитрозаминов в сточных и природных водах
Вода из Невы Последрожжевая бражка
Нитрозамин II варианты хроматографии IV
IV II
ДМНА ДЭНА ДПНА ДБНА + + + + 1+1 1 + +
г о M., Pignatelli В. — Analyst, 1975, v. 100, p. 820. — W a s s е г -mann А. E. — N-Nitroso Compounds Analysis and Formation. Lyon, 1972.
Поступила 31/V 1978 r.
УДК 614.777:615.285.71-074+ 628.191:615.285.7]:543.544
В. Д. Чмиль, И. И. Пиленкова, А. Д. Фатьянова, А. И. Зорова
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ СУФФИКСА В ВОДЕ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИЕЙ
Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных и пластических масс, Киев
Суффикс(карахол) — этиловый эфир Ы-бензоил-Ы-(3,4-дихлорфенил) аланина — применяется в сельском хозяйстве в качестве гербицида против овсюга в посевах зерновых культур (H.H. Мельников). Это белое кристаллическое вещество с температурой плавления 70—7ГС. Практически нерастворим в воде, хорошо растворим в органических растворителях (этанол, метанол, ацетон, четыреххлористый углерод, толуол и др.).
Целью настоящей работы являлась разработка метода определения остаточных количеств суффикса в воде с помощью газожидкостной хроматографии. Хроматографирование суффикса проводили на отечественном лабораторном газовом хроматографе Цвет-106 с детектором постоянной скорости рекомбинации, работающим по принципу захвата электронов. Количество суффикса определяли методом абсолютной калибровки. Для этого использовали стандартный раствор суффикса в н-гексане с концентрацией 100 мкг/мл.
Пробы водопроводной воды (250—750 мл) помещали в делительные воронки на 1 л, вносили разные количества суффикса в виде раствора в этиловом спирте, тщательно перемешивали и экстрагировали тремя порциями хлороформа (100, 50 и 50 мл). Объединенный экстракт сушили над безводным сульфатом натрия (5—10 г) в течение 15—30 мин при периодическом встряхивании. Растворитель удаляли на ротационном испарителе в грушевидных колбах на 100 мл до небольшого объема (2—3 мл). Последние порции растворителя удаляли током сухого воздуха. Сухой остаток переносили н-гексаном (20—30 мл) в делительную воронку на 250 мл и экстрагировали суффикс двумя порциями ацетонитрила по 20 мл. Эта операция позволяет освободиться от примесей, лучше растворимых в н-гексане, чем в ацетонитриле. Ацетонитрильный экстракт упаривали до небольшого объема на ротационном испарителе в грушевидной колбе на 100 мл. Последние порции растворителя удаляли током сухого воздуха. Сухой остаток растворяли в 1 мл н-гексана и аликвоту (3—5 мкл) хроматографировали при следующих условиях (хроматограф Цвет-106): стеклянная спиральная колонка (длина 2 м, внутренний диаметр 3 мм), заполненная хроматоном N, 0,16—0,20 мм, промытым кислотой и силанизированным ДМХС с 5% ме-тилсиликона SE-30; скорость газа-носителя (азот особой чистоты) через колонку 50 мл/мин, скорость продувочного газа (азот особой чистоты) через детектор 150 мл/мин, температура термостата колонок 225°С, температура термостата детектора 250°С, шкала электрометра 20- Ю-12 А, скорость диаграммной ленты потенциометра 240 мм/ч. Абсолютное время удерживания суффикса в этих условиях 16 мин 59,3 сек.
Хроматографирование одной пробы проводили дважды. Перед вводом пробы в хроматограф и после хроматографирования пробы вводили в хроматограф 3 мкл стандартного раствора суффикса в н-гексане. Измеряли на хроматограммах высоты пиков, соответствующие суффиксу, вычисляли
