CC BY
12
мидом и спектрофотометрическое измерение оптических плотностей полученных растворов при длине волны 540 нм.
Для проведения определения 20 л исследуемого воздуха со скоростью 10 л/мин аспирируют через бумажный фильтр «синяя лента» или «белая лента». Установлено, что можно протягивать до 300 л воздуха без потерь отбираемого количества вещества.
Фильтр с пробой переносят в коническую колбу объемом 100 мл, приливают 15 мл растворителя и встряхивают в течение 15 мин. В качестве растворителя используют смеси хлороформа с уксусной кислотой в соотношении 20:1 или с этиловым спиртом в соотношении 5:1 по объему. Экстракт сливают в колбу для отгонки растворителя, фильтр дважды промывают небольшими порциями (по 2 мл) того же растворителя, объединяя растворы с основным экстрактом. Растворитель удаляют досуха в вакууме с помощью ротационного испарителя при температуре бани 60—70 °С. Сухой остаток растворяют двумя порциями растворителя по 0,25 мл и количественно наносят на хроматографическую пластинку с помощью микропипетки.
Хроматографирование проводят в системе растворителей гексан — уксусная кислота (45:7). После высушивания на воздухе пластинку подвергают УФ-облучению в течение 2— 3 мин и проявляют вначале 0,1 % спиртовым раствором гематоксилина, затем 0,5 % водным раствором лимонной кислоты. ТБОФ обнаруживается в виде темно-фиолетового пятна на светло-желтом фоне с 0,40±0,03.
Для спектрофотометрического измерения количества препарата после процессов хроматографирования и УФ-облучения пластинку обрабатывают только раствором гематоксилина. При этом ТБОФ проявляется на розовато-коричневом фоне в виде фиолетового пятна, которое извлекают с хроматогра-фической пластинки, помещают в пришлифованную пробирку вместимостью 5 мл, добавляют 3 мл диметилформамида и встряхивают. После отстаивания измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 540 нм.
В качестве стандартов используют растворы ТБОФ концентрации 0,5 мг/мл и 25 мкг/мл, которые в разных количествах с различным содержанием вещества наносят на хро-матографические пластинки и далее хроматографируют и обрабатывают, как описано выше.
При хроматографическом определении количество вещества в пробе находят путем визуального сравнения величины и интенсивности пятна со стандартом или путем измерения
площади пятен и стандартов. В случае применения в качестве растворителя ТБОФ смеси хлороформа и уксусной кислоты хроматографические пятна имеют вид отрезков прямых, расположенных поперек движению подвижной фазы.
При спектрофотометрическом измерении количество ТБОФ в пробе находят по калибровочному графику, который строят, откладывая по оси ординат значения оптических плотностей градуировочных диметилформамидных растворов, полученных после хроматографирования и спектрофотометриро-вания стандартов, а по оси абсцисс — соответствующие им величины содержания ТБОФ.
Концентрацию ТБОФ в воздухе (в мг/м3) вычисляют по известной формуле:
х=
где С — количество вещества, найденное в пробе, мкг; V — объем отобранного воздуха, приведенный к стандартным условиям, л.
Предел обнаружения в анализируемом объеме пробы составляет при хроматографировании 0,25 мкг, при последующем спектрофотометрировании 0,5 мкг. Предел обнаружения в воздухе при хроматографировании 0,013 мг/м^, при спектрофотометрировании 0,025 мг/м3 (при отборе 20 л воздуха). Диапазон измеряемых концентраций 0,013—10 мг/м3. Суммарная погрешность измерения не превышает ±18 %. Время выполнения анализа, включая отбор проб, около 70 мин.
Методика проверена при определении различных концентраций аэрозоля вещества в затравочных камерах в исследованиях по установлению гигиенических нормативов ТБОФ в воздухе.
Литература
1. Токсические комендации
1978.— С. 7.
свойства оловоорганических соединений: (Ре-для разработчиков и потребителей).— М.,
Поступила 21.1 1.89
Л. В. ДРАЧЕВА, 1991
УДК 614.777:546.1311-074
\
Л. В. Драчева (Москва) ИОНОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРИД-ИОНОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ
В связи с воздействием на окружающую среду антропогенного и техногенного факторов определение содержания хлорид-ионов в природных, промышленных и сточных водах предприятий является актуальной задачей. В полевых и технологических условиях в настоящее время необходимо проводить оперативное и надежное определение концентрации хло-рид-ионов с использованием простой аппаратуры, не требующей для ее обслуживания специальной подготовки оператора.
Таким требованиям отвечает метод прямой ионометрии. Однако выпускаемые промышленностью (ПО «Измеритель», Гомель) мембранные хлорид-селективные электроды марки ЭМ-С1-01 характеризуются низкой надежностью в процессе их эксплуатации.
Целью настоящей работы являлась разработка хлорид-селективного электрода, с помощью которого можно получать результаты анализа с высокой точностью и воспроизводимостью.
В работе применяли экспериментальный индикаторный электрод типа «серебряная проволока». Для изготовления его использовали отслужившие свой ресурс лабораторные стеклянные электроды предназначенные для изменения величины рН (ЭСЛ-43-07, ЭСЛ-63-07), и электроды для определения концентрации ионов натрия (ЭСЛ-51-07) и калия (ЭСЛ-91-07).
С помощью стеклореза отрезали нижнюю часть у указанных электродов на высоту 7—10 мм. Освободившуюся поверхность серебряной проволоки промывали 10 % раствором аммиака и ополаскивали деионированной водой. Электрод помещали в электрохимическую ячейку, заполненную азотной кислотой (1:3), и проводили электрохимическое травление. При этом в качестве анода использовали индифферентный (платиновый) электрод ЭПВ-1.
Затем осуществляли электролитическое осаждение тонкого слоя хлорида серебра на очищенную поверхность серебряной проволоки. Для этого электрохимическую ячейку заполняли 1 М раствором хлористоводородной кислоты. В данной ячейке индикаторный электрод является анодом, а катодом служит платиновый электрод. Процесс хлорирования проводили в течение 8—10 ч при плотности тока 0,5 мА/см2. Конец электролиза контролировали визуально по степени равномерности покрытия поверхности серебряной проволоки слоем хлорида серебра темно-коричневого цвета.
После проведения процесса электролиза индикаторный электрод тщательно отмывали деионированной водой от хлористоводородной кислоты и высушивали на воздухе. Для образования прочного покрытия электрод выдерживали в темноте
750 -
200-
250-
107 10° 707 7О2 70°
Градуировочный график для определения хлорид-ионов в водных растворах.
По оси абсцисс — логарифм концентрации хлорид-ионов, (^Сс|—, мг/л);
по оси ординат — величина потенциала Е (в мВ).
*
в течение Ю сут. Таким образом получали твердофазный хло-рид-селективный электрод, конструкция которого обусловливает его высокую стабильность в работе.
В промежутках между измерениями электрод следует хранить в деионированной воде. При больших перерывах в работе электрод содержат в сухом состоянии, закрывая рабочую часть датчика защитным пластмассовым колпачком.
Так как у выпускаемых в настоящее время электродов для измерения рН серебряная проволока имеет маленький диаметр, для упрочнения ее рабочей части рекомендуется припаять дополнительно отрезок (5—7 мм) серебряной проволоки. Как показала практика, это существенно увеличивает механическую прочность датчика при его эксплуатации.
При потере рабочих характеристик электрод подвергают регенерации, проводя последовательно стадии электрохимического травления и электролитического хлорирования.
В качестве электрода сравнения при детектировании хлорид-ионов в водных средах использовали сульфатно-ртутный электрод. Вторичным преобразователем и регистрирующим прибором служил универсальный иономер ЭВ-74, соединенный с принтером. Включение в систему микропроцессора делает ионометрический метод высокоинформативным.
Основной стандартный раствор концентрации I г С1 /л готовили по точной навеске хлорида натрия, предварительно высушенного при 150°С в течение 4 ч. Рабочие стандартные растворы для построения градуировочного графика использовали только в день приготовления.
С помощью мини-ЭВМ методом регрессионного анализа рассчитаны параметры градуировочного графика У=А-\-ВХ для хлорид-селективного электрода (см. рисунок). Электродная функция является линейной в диапазоне концентраций Ю-1 — 103 мг С1 /л и имеет угол наклона 45 мВ/рС1. Коэффициент корреляции равен 0,9980, что подтверждает линейность градуи-
ровочной зависимости. Относительное стандартное отклонение не превышает 0,04. Время анализа одной пробы 3—5 мин.
Точность и воспроизводимость результатов, полученных с помощью экспериментального хлорид-селективного электрода, установлены с помощью и /-'-критерия (см. таблицу).
Отличительной особенностью электрода является возможность определения низких концентраций хлорид-ионов (до 50—100 мкг С1—/л). В связи с этим данный электрод можно использовать для контроля качества маломинерализованных природных вод и технологических вод высокой степени чистоты на содержание хлорид-ионов без предварительного концентрирования последних.
Рекомендуемой рабочей областью рН для хлорид-селективного электрода является область от 3,0 до 6,0. Поэтому при анализе водных проб необходимо применение буферного раствора, который готовят по методике [3]. Его добавляют к анализируемой пробе в соотношении 1:5.
Мешающее влияние на работу хлорид-селективного электрода оказывают сульфиды, йодиды, бромиды и цианиды, присутствующие даже в малых количествах, а также комплексо-образующие вещества (например, этилендиаминотетрауксус-ная кислота) и сильные восстановители, в присутствии которых происходит восстановление серебра из его солей. Методом бинарных растворов [1] установлено, что ионы железа и меди не оказывают влияния в присутствии 100-кратного избытка. Окислители не являются мешающими компонентами при определении хлорид-ионов.
Практика использования хлорид-селективного электрода показала, что он имеет хорошие метрологические и эксплуатационные характеристики, отличается быстродействием и стабильностью показаний, возможностью детектирования в области микрограммовых содержаний хлорид-ионов, прост в изготовлении и может быть получен в лабораторных условиях.
С помощью экспериментального электрода можно осуществлять мониторинг природных вод с целью выяснения динамики загрязнения водоемов хлорид-ионами (нормируемый показатель [4]) и оценки степени нарушения экологической обстановки.
В промышленных условиях контроль за уровнем концентрации хлорид-ионов (регламентируемый показатель [2]) с использованием данного электрода можно проводить в дискретном и непрерывном режимах, применяя проточную электрохимическую ячейку. При проведении технологических процессов (например, на электростанциях) регистрацию содержания хлорид-ионов можно осуществлять в режиме однопозицион-ного регулирования («ниже нормы» — «выше нормы»). При появлении более высоких значений содержания хлорид-ионов формируется управляющий сигнал, с помощью которого устанавливается концентрация хлорид-ионов на регламентированном уровне.
С помощью экспериментального электрода было определено содержание хлорид-ионов в природных водах (бассейн р. Москвы) и техногенных водах электростанций.
Литература
1. Камман, К. Работа с ионоселективными электродами.— М., 1980.
Результаты определения воспроизводимости и точности анализа хлорид-ионов разработанным (ионометрическим) и нефело-
метрическим (регламентированным) методами в образцах природных и техногенных вод (я=6; р=0,95)
-*- Ионометрический метод Нефелометрический метод Значение /-критерия Значение ^-критерия
Исследуемые воды концентрация хлорид-ионов » относительное стандартное отклонение, • концентрация хлорид-ионов относительное стандартное отклонение, 5Г расчетное табличное расчетное табличное
Природные:
образец № 1 образец № 2 образец № 3 Техногенные:
образец № 1 образен № 2 образец № 3
(С±6), мг/дм3
665,24=9,8 560,4±9,5 _ 490,04=8,7 (С4=6), мкг/дм3
80,4±2,5
77,24=2,26
50,5±2,2
0,014 0,016 0,017
0,030 0,032 0,041
(С+6), мг/дм3
660,14=6,9 557,74=5,9 _ 492,4±5,7 (С4=6), мкг/дм3 82,74=1,3 76,04=1,3 48,9±1,1
0,010 1,10 2,23 1,99 5,05
0,010 0,62 2,23 •2,58 5,05
0,011 0,59 2,23 2,36 5,05
0,015 2,10 2,23 4,00 5,05
0,016 1,06 2,23 4,34 5,05
0,020 1,68 2,23 4,41 5,05
2. Мартынова О. И., Живилова Л. М., Субботина И. П. Хими- 4. Унифицированные методы исследования качества вод.— ческий контроль водного режима атомных электростан- М., 1977.— С. 743.
ций.—М., 1980.
3. Мидгли Д*., Торренс К. Потенциометрический анализ воды.— М., 1980. Поступила 15.02.90
В. В. ТЮЛЬМЕНКОВ, 1991
УДК 615.31.015.2.07
В. В. Тюльменков
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ОЦЕНОК КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ
Крымский медицинский институт, Симферополь
I
Существуют два основных подхода к оценке комбинированного действия (КД): сопоставление расчетной и фактической доз смеси при постоянном эффекте [2] и сопоставление расчетного и фактического эффектов при постоянстве доз компонентов смеси. Второй подход следует признать методом выбора при хронических затравках, поскольку он требует испытания лишь одной дозы, тогда как поиск изоэффектив-ной дозы предполагает проверку нескольких доз. Недостатком этого подхода является ненадежность оценок КД. Под надежностью мы понимаем способность метода продуцировать непротиворечивые и адекватные оценки. Причина противоречивости, по нашему мнению, заключается в существовании погрешностей эксперимента, в результате чего КД одной и той же смеси может быть оценено по одному и тому же показателю и как потенцирование, и как антагонизм. Поскольку вероятность точного совпадения расчетного и фактического эффектов мала, возникает неопределенность при распознавании суммации. Предлагается определять суммацию, если разница между расчетным и фактическим эффектами невелика [3], то такая оценка субъективна. Ряд авторов считают необходимым статистическое обоснование значимости этого различия, но предлагаемые формулы страдают неточностью. Так, подход, изложенный в работе [7], не учитывает ошибку определения величины показателя в контроле; в подходе, представленном в [4], ошибка коэффициента комбинированного действия (ККД), равного отношению фактического эффекта к расчетному, имеет вид дифференциала функции, выражающей зависимость ККД от наблюдаемых эффектов, поэтому при увеличении отношения ошибка/средняя растет вычислительная погрешность.
Введем обозначения: Хо — средняя величина показателя в контроле, XI — то же в опытных группах, /=1, 2, 3. Воздействие первого вещества отметим индексом ¿= 1, второго — 1= 2, смеси обоих веществ в тех же дозах — /=3. Эффект воздействия измеряется величиной Е1—Х^—Хо. Расчетный эффект определяется суммой £|+£2, фактический — £3. Усиление эффекта можно измерить величиной ККД=£з/(£1+^2)• При ККД>1 имеет место потенцирование, при ККД<1 — антагонизм. При недостоверном отличии ККД от единицы, если выборка достаточно объемна, определяют суммацию. Чтобы дать строгое статистическое обоснование значимости указанного различия без преобразования формулы для ККД, необходимо по сути разработать новое распределение. Однако можно свести задачу к сложению дисперсий. Обозначим: Л=Х3—Хо, В=Х0—Х{— Х2+Х3. Тогда ККД=А/(А—В). Чтобы доказать значимость отличия ККД от единицы, достаточно доказать значимость отличия В от нуля. Это легко сделать с помощью критерия Стьюдента для суммы случайных величин [6]:
I
В
Vто+т|+/п|'+/71з '
где т,- — стандартная ошибка показателя в /-й группе. Число степеней свободы равно п0-\-п1 -\-ri2-\-n3—4, где щ — число наблюдений в ¿-й группе.
Пример. Через 1 нед после начала затравки активность ацетилхолинэстеразы в левом полушарии головного мозга
крыс составляла [в ммоль/(кг-с)] в контроле 129,9±4, под влиянием галокона (по действующему веществу) в дозе 32 мг/кг — 165,9±2,9 синтамида-5 в дозе 120 мг/кг — 140,1
±5,2, их смеси — 149,5±9,1. Во всех группах забито по 6 крыс, поэтому число степеней свободы равно 20. Рассчитаны величины: Л = 19,6, £=—26,6, ККД= 0,424, /=—2,30. Следовательно, имеет место достоверный антагонизм (р<0,05).
В табл. 1 приведены результаты, полученные разными методами оценки КД. Так, введение статистических приемов позволило отбросить недостоверное потенцирование; оценки по методам [4, 7] и нашему методу близки, однако наш метод позволяет представить динамику затравки как процесс нарастания антагонизма, поскольку отбрасывается недостоверный антагонизм на 1-й неделе.
Причиной неадекватности служит фазовый характер реакции организма на воздействие, в результате чего расчетный и фактический эффекты могут быть направлены противоположно, что обозначают как парадоксальное действие, ККД/.0. При сопоставлении изоэффективных доз по [2] парадоксальное действие в принципе невозможно, что побудило считать оценку КД по изменениям показателей состояния организма менее точной [5]. Другой причиной неадекватности являются особенности токсикодинамики, когда, например, одно вещество стимулирует метаболизм в печени, что создает предпосылки для потенцирования генатотоксичности другого вещества, с одной стороны, и для ускорения детоксикации, а поэтому и ослабления непеченочных эффектов — с другой. Смеси гало-кон+синтамид-5 и шерпа+синтамид-5 изучены в 4-месячном эксперименте на белых крысах. Определяли на 1, 2, 4, 8, 12 и 16-й неделях массу тела, относительные массовые коэф-
Таблица 1
Оценка КД разными методами по изменениям массы тела
Срок КД (метод [3]) ККД
затрав- расчетный
ки, фактическим метод [4] метод [7]
нед эффект эффект наш метод
Смесь галокон-\-синтамид-5
1 + 22,1 Ь8,7а 0,37*'а 0,39*,а 0,39
2 +5,2 -0,7а 0,14 0,14 0,14
4 -4,8 -8,0П 1,63 1,67 1,67
8 -17,4 — 11,8а 0,71 0,68 0,68
12 —28,8 — 17,2а 0,49*,а 0>45*,а 0,45*,а
16 48,0 — 13,7а 0,32*,а 0,28*,а 0,28*,а-.
Смесь шерпа-\-синтамид-5
1 + 13,0 +0,5* 0,04*,а 0,04*-а 0,04
2 -2,2 —3,8П 1,60 1,71 1,71
4 3,5 0,9а 0,25 0,26 0,26
8 — 17,6 —5,0а о,зо*-а 0,28*,а 0,28*,а
12 —26,2 -11,6а 0,47*,а 0 44*,а 0 44*'а
16 38,7 -20,0а 0,57*,а 0,52*,а 0,52*,а
Примечание, а — антагонизм, п — потенцирование, звездочка — отличие от единицы значимо (р<0,05).
