CC BY
6
УДК 614.71:543.272.611-074:543.544
Л. М. Кедик, И. С. Новикова
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ УГЛЕРОДА В ВОЗДУХЕ
ВНИИ железнодорожной гигиены, Москва
С задачей определения окиси углерода в воздушной среде приходится сталкиваться практически всем службам санитарной химии. Особенно высокие требования предъявляются к аналитическому контролю за содержанием окиси углерода в атмосферном воздухе. Методика должна характеризоваться низким пределом обнаружения, избирательностью, а также простотой выполнения.
Широко используемые для определения окиси углерода газоанализаторы ТГ-5, СВ-7633М и прибор ПОУ не удовлетворяют современным требованиям из-за большой погрешности определения, высокого предела обнаружения, а также трудоемкости и продолжительности анализа [3].
В настоящее время все большее распространение получают газохроматографические методы определения окиси углерода как наиболее перспективные и выгодно отличающиеся от традиционных низким пределом обнаружения (0,1— 0,2 мг/м3), простотой выполнения и быстротой л проведения анализа. На основании анализа раз-N личных вариантов газохроматографического метода определения окиси углерода сделан вывод о том, что все варианты с концентрированием сложны, имеют большую погрешность определения, связанную с процессами сорбции и десорбции и что разработка новых методов для широкого практического использования является актуальной [1]. Из общего числа газохроматографи-ческих методик определения окиси углерода можно выделить два основных варианта, основанных на детектировании этого вещества: с помощью детектора по теплопроводности после предварительного концентрирования и пламенно-ионизационным детектором после переведения окиси углерода в метан. На основе этих принципов разработаны две методики, вошедшие в «Методические указания на определение вредных веществ в воздухе» (М„ 1981).
С точки зрения серийного определения окиси углерода, необходимо отметить ряд существенных недостатков этих методик, затрудняющих их широкое практическое применение. Например, в первой методике использование детектора по теплопроводности связано с необходимостью концентрирования проб при температуре жидкого азота. Применение второй методики [2] ограничивается трудоемкостью приготовления никелевого катализатора для метанирования и недостаточной стабильностью его функционирования г в присутствии кислорода газовой пробы. Попадание кислорода выводит катализатор из нормального режима работы и требует его длительной
регенерации [5]. М. Я. Рувинским и соавт. [4] предложено использовать в качестве катализатора нихромовую проволоку специальной марки и водород для метанирования и в качестве газа-носителя. Однако применение газа-носителя водорода повышает требования к герметичности газовых линий прибора и небезопасно в хроматографах, в которых спираль нагрева блока термостатов не изолирована. Кроме того, прерывание потока водорода при вводе пробы через кран-дозатор может вызвать затухание пламени детектора.
Учитывая перечисленные недостатки, мы предложили методику определения окиси углерода в воздушной среде на основе использования ни-хромового катализатора для метанирования и инертного газа-носителя, что делает эту методику, на наш взгляд, более удобной для широкого практического применения.
Работа была проведена на отечественном хроматографе ЛХМ-8МД с пламенно-ионизационным детектором. Разделение проводили на стальной колонке длиной 2 м и внутренним диаметром 3 мм, наполненной молекулярными ситами СаА, фракции 0,25—0,5 мм. Метанатором служила часть стальной хроматографической колонки длиной 25 см в виде U-образной трубки. Метанатор заполнен мелко нарезанной нихромовой проволокой марки Х20Н80, предварительно прокаленной в муфельной печи при 1000°С, помещен в испаритель, термостатирован и закрыт металлическим кожухом. В качестве газа-носителя использовали азот или гелий, а водород подавали в детектор через метанатор. Температура термостата колонки 80 °С, температура метанатора 325 °С. Расход газа-носителя 35 мл/мин, водорода 35 мл/мин, воздуха 270 мл/мин. Объем вводимой дозы 2 мл. Время удерживания окиси углерода при этих условиях 1 мин 40 с. Содержание окиси углерода определяли путем сравнения высот пиков анализируемой пробы и стандартной аттестованной смеси. Такой прием позволяет исключить влияние малейших изменений режима газовых потоков и работы прибора. Предел обнаружения окиси углерода в воздухе 0,2 мг/м3. Диапазон измеряемых концентраций 0,2—10 000 мг/м3. Относительная погрешность определения для концентрации 3 мг/м3 составляет 3 %.
Данная методика использована нами при изучении загрязнений атмосферного воздуха железнодорожных станций и селитебной зоны вблизи них, воздуха рабочей зоны кабин новых путевых машин, состава отработавших газов тепловозных
двигателей, состава летучих продуктов при горении полимерных продуктов и др. Концентрации окиси углерода (в миллиграммах на 1 м3) в воздушной среде обследованных объектов оказались следующими: в селитебной зоне вблизи железнодорожной станции (Уфа) 0,5—1,1, в вагонах-ресторанах поездов дальнего следования 0,7—12, в дизельном отделении локомотива при реостатных испытаниях (ст. Бендеры) 55,7—71,9, в тоннеле метрополитена при проведении антикоррозионных работ (Баку) 0,3—425,5, в отработавших газах тепловоза ЧМЭ-3 (ст. Люблино) 17,9— 1040,3, в продуктах сгорания древесно-волокни-стых материалов (экспозиционная камера) 0,6— 5348.
Как видно из приведенных данных, предложенная методика может быть использована для измерения концентраций окиси углерода в широком диапазоне.
Сочетание нихромового катализатора для ме-танирования и инертного газа-носителя обеспечивает стабильность работы катализатора и горения водородного пламени в детекторе, возможность использования серийных приборов любых марок (в том числе с незащищенной спиралью нагрева в блоке термостатов) и электролизного водорода от серийного лабораторного генератора водорода.
Все это делает описанную методику по сравнению с известными вариантами более доступной для широкого практического применения.
Литература. 1. Зверев Ю. Г., Мошлакова Л. А.. Чер-ницына М. А.— Гиг. и сан., 1983, № 2, с. 51.
2. Лерцовский А. Л., Беляков В. М„ Кремко Л. М. — Там же, 1978, № 7, с. 64.
3. Пожидаев В. М., Елистратова Л. А., Генералова Л. И.— Там же, 1983, № 1, с. 73.
4. Рувинский М. Я. — Химия и технол. топлив и масел, 1979, № 5, с. 43.
5. Сотников Е. Е.. Блинов В. Н., Филиппова С. А. — Гиг. и сан., 1973, № 8, с. 66.
Поступила 23.06.83
УДК 615.91в:54б.815].033 + 616-008.949.5:546.815]:519.86
В. С. Безель, О. Г Архипова, Н. А. Павловская МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБМЕНА СВИНЦА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
Институт экологии растений и животных УНЦ АН СССР, Свердловск; НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва; Московский НИИ гигиены
им. Ф. Ф. Эрисмана
Математическое моделирование поведения токсичных веществ в организме человека имеет существенное значение для прогнозирования накопления и содержания их в органах и тканях. Последнее обстоятельство особенно важно при изучении вопросов патологии и диагностике профессиональных интоксикаций, а также при прогнозировании воздействия свинца на организм. Известные математические модели обмена свинца в организме человека являются детерминированными, не учитывают стохастический характер этого элемента в организме и поэтому не могут дать статистическую оценку прогноза возможных уровней накопления данного элемента в тканях '[19, 27, 30, 32].
В связи с этим цель настоящего исследования заключалась в разработке математической модели обмена свинца, отражающей вероятностный характер метаболизма его в организме человека.
Из данных литературы следует, что ряд закономерностей обмена свинца (тип распределения, основные депонирующие органы) у животных и человека тождествен. Поэтому структура модели метаболизма для человека принята аналогичной модели, полученной нами для крыс [1]. В соответствии с изложенным структуру модели обмена свинца в организме человека целесообразно представить в виде четырехкамерной модели, включающей — свинец, содержащийся в крови, ф2 и (¿з — в скелете, С?4 — в мягких тканях. Количество
свинца в крови постоянно пополняется за счет ингаляционного или перорального поступления (Я). В то же время — это система транспорта, обеспечивающая поступление свинца в другие ткани {К2ь Кн) и его экскрецию из организма с мочой (/(51) и калом (КбО. (¿2 и С?з — основное и наиболее долговременное депо элемента в организме. Анализ данных литературы, а также кинетический анализ динамики накопления свинца в скелете у лабораторных крыс позволил выделить лабильную форму (СЫ> которая непосредственно связана обменными процессами со свинцом крови (/(21 и К12) и представляет быстро обменивающуюся фракцию свинца в скелете. (?з характеризует долговременное депонирование этого элемента. Остальные ткани и органы, не обладающие особой тропностью к свинцу и характеризующиеся близкими скоростями обмена, объединены в отдельный блок модели (СМ- Коммуникационные константы Кц характеризуют скорости переноса свинца из камеры / в камеру I, т. е. долю общего содержания элемента в камере переносимую в единицу времени в камеру Модель, описывающая данную структуру потоков элемента, представляет систему линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами и имеет следующий вид:
N N
1=1 1=1
