ИОНОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ В ВОДНЫХ СРЕДАХ С ПОМОЩЬЮ МЕДЬ-СЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Таблица 4

Показатели гемодинамики у испытуемых, проживающих на разных этажах высотного дома (М4=т)

Этаж жилого дома

Время суток

АД, мм рт. ст. пд СДД

максимальное минимальное мм рт. ст.

I

2-Й Утро 104,44-2,4 73,34-2,4

Вечер 105,7±3,1 72,84=1,5

5-й Утро 954=0,9 65,84-0,9

Вечер 95,44-1,9 60,94-0,9

9-й Утро 120,64-0,92 80,84-0,9

Вечер 121,74-1,56 79,24-1,56

18-й Утро 102,64-1,52 67,34-1,52

Вечер 116,24-1,4 70,64-1,4

собность испытуемых оценивали с помощью корректурной пробы, по показателям которой также выявлено некоторое нарушение взаимоотношения процессов возбуждения и торможения в сторону преобладания последнего как в динамике дня, так и с повышением этажности (табл. 3), что проявилось в увеличении времени выполнения задания, снижении устойчивости внимания испытуемых, т. е. сокращении времени, в течение которого испытуемый не делает ошибок при работе

с таблицей. Существенная статистически достоверная разница установлена между показателями,

полученными у испытуемых с 5-го и 9-го этажей. Далее разница уже не столь значительна. Этот факт еще раз доказывает наш вывод о том, что девятиэтажная застройка тоже не является оптимальной в климатических условиях Узбекистана.

Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы также находилось в прямой зависимости от уровня расположения квартир. Отмечено (табл. 4), что к концу дня все испытуемые претерпевали определенную нагрузку на систему кровообращения. Об этом позволяют судить как изменения абсолютных показателей артериального (АД) и пульсового давления (ПД), более выраженные у проживающих на 9—18-м этажах,

304-1,2 83,3±0,7 0,2 >0,05

32,84-1,5 83,7±2,0

29,04-2,1 76,04=0,9 1,4 >0,05

34,54-2,1 72,4±0,4

40,84-0,88 94,44-1,54 0,58 >0,05

41,44-0,78 93,1 ±1,62

34,64-2,23 78,84= 1,54 2,39 0,01

38,7± 1,41 83,54= 1,22

так и изменения среднединамического давления (СДД), установленные расчетным методом по формуле Хикема;

гпп пд .

СДД= — [-мин. давл.

Поскольку СДД — величина достаточно стабильная [2, 4], ее изменение свидетельствует о неустойчивости механизмов кровообращения у испытуемых, особенно проживающих на верхних этажах.

Таким образом, проживание на верхних (9— 18-й) этажах высотного дома в IV климатическом районе представляет существенную нагрузку на организм испытуемых.

Литература

§

1. Дементьева И. М. Современные тенденции объемно-пространственной организации жилых комплексов.— М., 1987.

2. Лихницкая И. И. Оценка состояния функциональных систем при определении трудоспособности.— Л., 1962.

3. Пересветов Е. Ю., Сангаджиев Ю. И. Совершенствование планировочной организации квартир малоэтажной застройки городского типа.— М., 1987.

4: Умидова 3. ИГедер Г. А., Янбаева X. И. Очерки кардиологии жаркого климата.— Ташкент, 1975.

Поступила 15.05.89

Методы исследования

© Л. В. ДРАЧЕВА, 1990 УДК 614.777:574.64:546.56]-074

Л. В. Драчева

ИОНОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ В ВОДНЫХ СРЕДАХ С ПОМОЩЬЮ

МЕДЬ-СЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА

ВНПО пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии, Москва

Медь относится к токсичным металлам, которые загряз- ми методами. Более перспективно применение ионометриче-няют природные воды в результате техногенной деятель- ского метода, который имеет следующие преимущества:

ности человека. Определение концентрации меди можно осу- оперативность, простоту детектирования, возможность вклю-

ществить фотометрическим [6], атомно-абсорбционным [7], чения метода в автоматическую систему контроля каче-

атомно-эмиссионным [3], полярографическим [11 и други- ства водной среды.

200

/50

/00

/О'! /О'6 /О'5 /¿Г* /О"3

Результаты оценки правильности и воспроизводимости определения меди ионометрическим и фотометрическим методами

№ пробы Ионометрический метод Фотометрический •метод ;;

п мкг/л п (С± 6), мкг/л

1 7 5,4±0,3 0,05 5 5,2±0,2 0,03

2 9 7,8±0,2 0,04 3 7,7±0,4 0,02

3 7 9,1±0,3 0,04 3 9,0±0,5 0,02

4

Рис. 1. Градуировочный график для определения концентрации меди в водных растворах с помощью медь-селективного

электрода.

По оси абсцисс

логарифмы концентрации меди (в М); по оси ординат — величина потенциала (мВ).

В настоящей работе использовали экспериментальный твердотельный медь-селективный электрод. Мембрана электрода состоит из смеси сульфидов меди и серебра. Ионную проводимость в мембране обеспечивают ионы серебра по вакан-сионному механизму. В качестве фонового электролита использован 2,5 М раствор азотнокислого натрия. Электродом сравнения служил насыщенный хлоридсеребряный электрод ЭВЛ-1МЗ. Для измерения потенциала применяли универсальный иономер ЭВ-74 (точность измерения ±5 мВ). Исследуемые водные пробы анализировали в проточной электрохимической ячейке, изготовленной из фторопласта. При дискретных измерениях использовали магнитную мешалку. Запись данных анализа проводили на цифропечатаю-щем устройстве.

Основной стандартный раствор с концентрацией (С) Си2+ 1,6-Ю-2 М готовили по точной навеске сернокислой меди. Рабочие стандартные растворы получали последовательным десятикратным разбавлением основного раствора; их использовали свежеприготовленными. Стандартные растворы хранили в полиэтиленовых сосудах.

На рис. 1 показан градуировочный график зависимости Е=[ (рСи) для определения концентрации меди в водных растворах. Параметры линейной зависимости У=А-\-ВХ вычислены методом регрессионного анализа по программе, реализованной на языке ФОРТРАН: А — 296, 5=29, = 6,2, 55= 1,7, 15, где А и В — коэффициенты градуи-ровочного графика; и — стандартные отклонения коэффициентов А и В; — дисперсия адекватности модели. Значение коэффициента корреляции 0,992. Электродная функция является линейной в диапазоне концентраций Си2+

0,06

005

003

от

1

1

1

1

/О'7 /О"6Ю'5/0~^/0~3/0~2

Рис. 2. Зависимость относительного стандартного отклонения от величины концентрации меди в водных растворах.

По оси абсцисс — логарифм концентрации меди (в М); по оси ординат —

величина относительного стандартного отклонения.

от Ю-7 М до насыщенных растворов. Угол наклона электродной функции 29 мВ/рСи. Относительное стандартное отклонение 0,06 (лг= 10; р=0,95). Время отклика электрода 30 с. Время, необходимое для проведения анализа одной пробы, 2—3 мин.

На рис. 2 представлена зависимость относительного стандартного отклонения от концентрации меди в водных растворах. Из рис. 2 видно, что величина 5Г является функцией содержания меди в исследуемом диапазоне концентраций (С) Си2+ Ю-7—10~2 М и изменяется от 0,062 до 0,034.

На значение потенциала медь-селективного электрода оказывает влияние величина рН анализируемых растворов. Для растворов с концентрациями Си2+ 10 2, 10~3 и Ю-4 М изучено изменение величины потенциала в интервале рН 1 —10. Установлено, что оптимальной для определения содержания меди в водных растворах является кислая область. При более высоких значениях рН (выше 6,5) начинает образовываться осадок гидроксида меди, вследствие чего концентрация свободных ионов меди в растворе уменьшается.

Медь-селективный электрод нечувствителен к большому числу анионов и катионов [5], однако ионы серебра, ртути, железа (в больших количествах) оказывают воздействие на мембрану электрода. Поэтому ионы серебра и ртути следует удалять из раствора [4]. Значительно более распространенный в природных водах элемент — железо можно маскировать 0,1 М раствором фторида натрия. Определению меди мешают также хлорид- и бромид-ионы, если произведение концентраций (в моль/л) [Си2+] • [С1 ]2 и 1Си2+] X X [Вг ]2 больше, чем соответственно 1,6-10 6 и 1,3-10 2. При этом на поверхности мембраны образуется осадок га-логенидов меди и время отклика электрода увеличивается. В этом случае электрод необходимо отполировать.

На работу медь-селективного электрода мешающее влияние могут оказывать восстановители. Было изучено влияние сильного восстановителя — гидразина на величину потенциала в диапазоне концентраций 20—200 мкг Ы2Н4/л. Гидразин является антикоррозионным агентом [8], который используют для уменьшения коррозии оборудования на электростанциях. Показано, что в исследованном интервале концентраций гидразин не оказывает влияния на величину потенциала, но длительное воздействие восстановителя на мембрану электрода приводит к снижению его срока службы.

При содержании меди в маломинерализованных водах на уровне микрограммовых количеств необходимо проводить предварительное концентрирование. Обогащение анализируемых водных проб осуществляют с помощью ротационного испарителя [2]. Это позволяет оперативно и с минимальными потерями получить концентрат пробы. Концентрирование совмещают с кислотной обработкой для перевода всех форм меди в растворенную форму.

Для выполнения определения 100 мл анализируемой пробы воды вносят в испарительную колбу ротационного испарителя («Ротадест» тип 2044 фирмы "МеЫтрех", ВНР), добавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты, полученной методом изопиестической дистилляции, и проводят концентрирование до конечного объема пробы, равного 5— 10 мл. Время концентрирования 10—12 мин. Затем концентрат переносят в фторопластовую электрохимическую ячейку, контролируют значение рН (рекомендуемый интервал 5,0—

«

5,5), добавляют 1 мл 2,5 М раствора азотнокислого натрия и перемешивают на магнитной мешалке. Проводят не менее трех параллельных измерений и по усредненному значению потенциала определяют концентрацию меди в анализируемом растворе с учетом степени концентрирования. Правильность и воспроизводимость результатов ионометри-ческого метода контролировали фотометрическим методом. Результаты исследований представлены в таблице.

Кроме общего содержания меди в пробе, возможно также определить ее растворимую форму. Для этого при концентрировании не добавляют минеральную кислоту. Полученные данные позволяют сделать вывод о соотношении форм меди в анализируемой пробе воды.

Литература

1. Алешина Л. А., Каплин А. А. // Гиг. и сан.— 1982.— № I.— С. 41—42.

2. Драчева Л. В., Петросян И. В. // Завод, лабор.— 1987.— № 4.— С. 19—19.

3. Карякин А. В., Грибовская И. Ф. Методы оптической спектроскопии и люминесценции в анализе природных и сточных вод.— М., 1987.

4. Крешков А. Я. Основы аналитической химии.— М., 1970.—

Т. 1.

5. Мидгли Д., Торренс К• Потенциометрический анализ воды.— М., 1980.

6. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши.— Л., 1977.

7. Хавезов И., Цалев Д. Атомно-абсорбционный анализ.—

Л., 1983.

8. Химический контроль на тепловых электростанциях / Под ред. О. И. Мартыновой.— М., 1980.

Поступила 05.04.89

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990 УДК 579.253.04:546.31.08

О. 3. Дьяченко, С. П. Сайченко, В. Г. Надеенко, Н. Е. Шарапова

Ф ТЕСТ ЭЙМСА КАК КРИТЕРИЙ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ПО ОЦЕНКЕ

МУТАГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ МЕТАЛЛОВ

Медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промышленных предприятий, Свердловск

В зарубежной и отечественной литературе накоплено немало данных по изучению генотоксического действия металлов на микробиологических моделях. Однако полученные сведения в отношении многих металлов неполны и часто противоречивы. В традиционно применяемом гес-тесте (ингибирова-ние роста дефицитных по рекомбинации штаммов Bacillis subtiiis) генотоксическую активность проявили соединения бериллия, молибдена, селена, теллура, таллия и др., а медь и марганец оказались неактивными [6]. Генотоксичность ряда соединений селена была подтверждена другими исследователями как в гес-тесте [7], так и в чашечном тесте на Salmonella с использованием селективных сред [4]. В том же гес-тесте на В. subtiiis ряд соединений марганца показал ф выраженную генетическую активность в противоположность соединениям железа [8]. Иес-тест продемонстрировал дифференциальную мутагенность бериллия для разных штаммов Escherichia coli [1], однако другой авторский коллектив [9] не выявил генотоксичности этого металла как в гес-тесте, так и в тесте на индукцию обратных мутаций на Salmonella. Для сульфата железа и трехвалентного хрома была установлена зависимость частоты индуцированных реверсий от использованного тестерного штамма Salmonella [4, 5].

. , ( • • >1 L I в ' I " _•"* ( , f V

Таким образом, можно предположить, что противоречивость получаемых результатов связана с применением различных экспериментальных моделей, разных видов и даже штаммов микроорганизмов. Представляло интерес сопоставление генотоксического действия ряда металлов — загрязнителей окружающей среды — на 2 известных гистидинзави-симых штамма Salmonella — ТА 1535 и ТА 1537, различающихся по генотипу и ревертирующих к прототрофности по разному механизму: путем замены пар оснований и сдвига рамки считывания соответственно.

Генотоксическое действие металлов изучали с помощью теста Эймса в количественной модификации in vitro без метаболической активации. Выбор данной экспериментальной 1 модели был обусловлен необходимостью параллельного учета i индукции реверсий и токсического действия металлов [1].

В настоящей работе была изучена мутагенная активность Ве2+ Cu2+, Tl2+, Rb+ в виде хлоридов, а Те4+,

Se4+ в составе соответствующих анионов. По токсичности для человека и Животных испытуе-

мые металлы распределялись в следующем порядке: Ве> >Т1>Те>5е>Ш>Си>ИЬ>Мо.

Испытывали по три дозы каждого из металлов, различающиеся на порядок. Средние данные трех опытов по каждому металлу сравнивали с контролем. По результатам опытов вычисляли следующие показатели: долю выживших клеток (по отношению к контролю) — показатель токсического эффекта; частоту мутаций при действии каждой из испытанных доз металлов; кратность увеличения частоты мутаций в сравнении с контролем — показатель мутагенного эффекта.

Как было продемонстрировано ранее [2], инкубация микроорганизмов с двухвалентными металлами в фосфатном буфере приводит к выпадению в осадок нерастворимых фосфатов металлов, в результате чего контакт ионов металлов с бактериями не достигается. Поэтому в методику была внесена модификация: инкубацию микроорганизмов с двухвалентными металлами осуществляли в физиологическом растворе. Бактерии от металлов отмывали тем же раствором, после чего ресуспендировали их уже в буферной смеси.

Для оценки количества ревертировавших микроорганизмов суспензию бактерий в буферном растворе разводили в 10 раз: 0,25 мл суспензии вносили в столбик, содержащий 2,5 мл голодного агара, который затем выливали на чашку с селективной средой. Для оценки выживаемости микроорганизмов суспензию бактерий в буферном растворе разводили сначала в 106 раз (серия из 6 последовательных разведений), а затем 0,25 мл полученной суспензии вносили в столбик, содержащий 2,5 мл полужидкого питательного агара, выливаемого на чашку с питательной средой (более подробное описание методики см. в [3]).

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что выявление мутагенного эффекта металлов на микроорганизмы' ограничено их высокой бактерицидностыо. При действии всех изученных металлов, за исключением теллура, не удалось выявить четкой дозовой зависимости показателей выживаемости от дозы металла (см. таблицу). В широком диапазоне доз (различающихся на 2 порядка) вольфрам, рубидий и бериллий не оказали выраженного токсического действия на штамм ТА 1537. В опытах с ТА 1535 нетоксичными были рубидий и вольфрам. По действию на оба изученных штамма металлы расположились в следующем