CC BY
5
С. Б. КРАВЧУК, т. Д. ДЕРКАЧ, 1990
т
УДК 614.777:546.321-074
С. Б. Кравчук, Т. Д. Церкач
ИССЛЕДОВАНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ ФТАЛИМИДА И ФТАЛИМИДА КАЛИЯ ПРИ ИХ РЕГЛАМЕНТИРОВАНИИ
В ВОДНОЙ СРЕДЕ
Карагандинский медицинский институт
V
Ч
л
*
В последние годы установлено, что в процессе самоочищения воды водных объектов, водо-подготовки и очистки воды в результате трансформации образуются соединения, отличающиеся по биологической активности от исходных веществ [2]. Особую актуальность эта проблема приобрела в связи с доказанным фактом образования при хлорировании питьевой воды из нетоксичных гуминовых соединений новых высокоопасных галогеносодержащих продуктов. Возможно, что целый ряд органических соединений способен к такому превращению при хлорировании питьевой и сточных вод, и поэтому данная проблема нуждается в систематическом исследова-вании при научном обосновании ПДК и осуществлении практического санитарного контроля питьевой воды водных объектов [1].
Изучение стабильности химических веществ в водной среде — важная составная часть комплекса исследований по разработке и научному обоснованию ПДК вредных веществ в воде водоемов.
Нашей задачей являлась оценка стабильности фталимида (Ф) и фталимида калия (ФК), относящихся к амидосоединениям. Исследования проводили по схеме, изложенной в «Методических указаниях к экспериментальному изучению процессов трансформации химических веществ при их гигиеническом регламентировании в воде» [4].
Качественным признаком стабильности веществ является их способность к гидролизу и взаимодействию с активным хлором, количественной характеристикой — период полураспада
абсолютная величина которого существенно зависит от условий постановки опытов.
Исследования по изучению стабильности начали с выявления способности Ф и ФК подвергаться гидролизу. Для этого приготовили растворы соединений в дистиллированной воде в концентрации, взятой с учетом чувствительности аналитического метода (10 мг/л).
После кипячения раствора в течение часа определяли содержание Ф и ФК в воде полярографическим методом, основанным на электрохимическом восстановлении указанных веществ на капельном ртутном электроде с использованием 0,1 н. водного раствора соляной кислоты, измерении высоты волны вольтамперной кривой и количественном определении изучаемых соеди-
нений методом стандартных серий на полярогра-фе ПУ-1 [3].
Исследования показали, что Ф и ФК являются гидролизующимися веществами.
Стабильность Ф и ФК исследовали в модельных водоемах с водопроводной и дистиллированной водой при 3 температурных режимах (4, 20 и 100 °С), соответствующих условиям зимнего и летнего режимов водоема, а также кипячения воды. Исследование стабильности веществ в дистиллированной воде дает возможность выявить роль «чистого» гидролиза и получить воспроизводимые результаты, не зависящие от множества нерегулируемых факторов реальных водоемов. В опытах на дехлорированной водопроводной воде можно оценить роль солевого эффекта при составе воды, отвечающем требованиям
ГОСТа «Вода питьевая».
%
В табл. 1 приведены результаты определения в дистиллированной воде.
По этим данным определяли порядок и кон-
Таблица 1
Содержание Ф в дистиллированной воде в зависимости от
времени при различной температуре
Температура воздуха Время исследования, сут Содержание Ф в воде, мг/л
4 °С 0 20,0
20 19,0
100 16,8
140 15,7
200 14,3
260 12,5
280 11,3
320 8,0
20 °С 0 20,0
9 19,0
13 18,7
17 17,0
36 14,0
48 11,0
56 9,8
60 8,5
100 °С 0 20
5 16,0
10 16,0
15 15,0
20 14,8
25 13,2
30 12,4
35 10
40 9 • 1
станту скорости реакции при каждой температуре.
Установлено, что гидролиз Ф следует кинетике первого порядка (экспериментальные точки укладываются на прямую в координатах ^ С, где С — концентрация; £ — время), а константы К скоростей (рассчитанные по уравнениям полученных прямых) при 4, 20 и 100°С составляют соответственно 4-10~6, 9,6-10~6 сут-1, 1,98Х Х10"2 мин-1.
Соответствующие периоды полупротекания процесса, найденные из условий 1 у2 =0,693/К, равны 120, 50 сут и 35 мин.
Учитывая длительность эксперимента по определению периода полураспада, мы одновременно рассчитали его по формуле:
и
Уг
0,693/К.
Константу скорости процесса ли по формуле Аррениуса
(К) рассчитыва-
К = Л-е
Е/ЯТ
где Е
ции; е —
А
- энергия активации для данной реак-
— предэкспоненциальный множитель; основание натуральных логарифмов: —
универсальная газовая постоянная [равна 8,314 Дж/(моль-град) ]; Т — температура, К.
Получив значение констант К\ и К2 экспериментальным путем при 20 и 100 °С, рассчитываем Е по формуле:
К
Е
2,303-
Т2-Тг
Затем определяем А из выражения
Е
Это позволило найти значение константы при 4°С в дистиллированной воде 0,00576 сут-1 и периода полураспада 120,3 сут.
Как видно из табл. 2, совпадение экспериментальных данных с расчетными подтверждает правильность проведенного эксперимента и точность аналитического метода.
Таблица 2
Периоды полураспада (в сут) Ф и ФК при различной
температуре
та
сх Ф воде в воде
сх О) ^
В 3 "> ъ-Г дистиллиро- водопровод- дистиллиро- водопровод-
V о ванной ной ванной ной
Н ос
4 120(120,3) 3 22,8 5,3
20 50 1 3,2 0,33
100 0,02 0,02 0 0
Примечание. В скобках- — расчетные данные.
Т а б л и Цуа 3
Содержание ФК в дистиллированной воде в зависимости
от времени при различной температуре
Температура возду- Время исследования, Содержание ФК в во-
ха сут де, мг/л
4 °С 0 10
5 8,5
9 7,5 '
20 6,0
25 5,5
27 5,3
29 4,0
30 3,8
20 °С 0 10
3 8
6 3,5
( 8 0
ч
Аналогично был поставлен опыт с водопроводной водой.
В результате проведенных исследований получены периоды полураспада в водопроводной воде для Ф при 100, 20 и 4°С соответственно 36 мин, 1 и 3 сут.
В табл. 2 указаны периоды полураспада Ф и ФК, судя по которым при 100 °С солевой эффект не проявляется, а при 20°С в водопроводной воде процесс гидролиза значительно ускоряется.
Показатели t уг в водопроводной воде при 20 °С рассчитаны с целью последующего сопоставления с результатами изучения стабильности веществ в воде модельных водоемов.
В наших исследованиях установлено, что распад Ф в воде модельных водоемов следует кинетике первого порядка, причем период полупротекания при 20 °С составляет 0,8 сут.
Как видим, влияние биологических факторов при доступе воздуха и на свету резко ускоряет развитие процесса гидролиза.
При изучении устойчивости ФК в воде уста- ^ новлено, что в концентрации 1 мг/см3 он практически полностью гидролизуется до фталами-новой кислоты через 4—5 ч (при 20 °С), в концентрации 0,05 мг/см3 — на 50% через 2 ч. Практически не гидролизуется раствор ФК при концентрации его 0,01 мг/см3. Данную концентрацию мы брали для изучения гидролиза вещества при 100 °С. Как показал опыт, уже через 2 мин его в пробе не оказалось.
В табл. 3 приведены результаты определения ФК в дистиллированной воде.
В прудовой воде период полураспада ФК оказался равным 0,25 сут. Опыты с этим соединением в водопроводной воде при 20°С свидетельствовали об ускорении процесса гидролиза, что имело место и в аналогичных опытах с Ф.
Способность Ф и ФК к взаимодействию с активным хлором выявляли методом опытного хлорирования и последующего определения остаточ- £ ного хлора йодометрическим методом. Растворы * веществ готовили в концентрации 20 мг/л с до-
бавл'лшем 1 % раствора хлорной извести из расчета 1 мг активного хлора на 1 мг вещества. Результаты эксперимента показали, что Ф и ФК относятся к веществам, хлорирующимся во времени. Для таких веществ дополнительно определяют константу скорости процесса (период полупротекания). Для ФК в водопроводной воде I у2 составило 34 ч, в дистиллированной — 1,74 ч, для Ф — соответственно 1 и 1ч.
Таким образом, проведенные исследования показали, что Ф и ФК легко подвергаются гидролизу, хлорокисляемы во времени, т. е. в водной среде они трансформируются в новые веще-
ства (хлорфталимид и хлорпроизводное калиевой соли фталаминовой кислоты).
Литература
1. Королев Л. Л., Мазаев В. Т. // Гиг и сан.—1975.— № 7. — С. 83—88.
2. Красовский Г. И., Сергеев Е. П., Плетникова И. П. и др.//Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. — М., 1978.—Вып. 6. — С. 57—60.
3. Майрановский С. Г., Страдынь Я. П., Безуглый В. Д. Полярография в органической химии. — Харьков, 1975. —С. 271—272.
4. Методические указания к экспериментальному изучению процессов трансформации химических веществ при их гигиеническом регламентировании в воде. — М., 1985.
Поступила 22.11.88
¡Гигиена иитшш
© Ю. П. СОЛОДОВНИКОВ, С. с. ЧИКОВА, 1990
УДК 614.31: [,616.98:579.842.15]-036.22
Ю. П. Солодовников, С. С. Чикова
ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
В РАСПРОСТРАНЕНИИ ШИГЕЛЛЕЗОВ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Центральный НИИ эпидемиологии Минздрава СССР, Всесоюзный центр по шигеллезам,
Москва
Организация действенной профилактики и борьбы с бактериальной дизентерией, все еще сохраняющей широкое распространение в стране, невозможна без четкого представления о ведущих путях и особенно конкретных факторах £ передачи шигелл. Отсутствие объективной ин-^ формации по этой важнейшей санитарно-гигиенической и эпидемиологической проблеме резко снижает эффективность эпидемиологического надзора за шигеллезами в результате недостаточной целенаправленности реализуемого комплекса предупредительных мероприятий.
Учитывая единые «эпидемиологические корни» так называемой спорадической и вспышеч-ной заболеваемости, а также установленное нами [6] наличие в многолетней динамике в стране прямой, средней тесноты корреляционной связи между уровнями заболеваемости дизентерией и всеми острыми кишечными инфекциями (в сумме), с одной стороны, и частотой возникновения эпидемических вспышек в отдельные годы — с другой, имеются все основания утверждать, что эффективная профилактика возникновения вспышек дизентерии способна реально м обеспечить существенное снижение общего уров-^ ня заболеваемости шигеллезами в стране [5, 7]. Обоснованность этого научного положения объ-
ективно подтверждается высшими уровнями заболеваемости в годы с максимальной частотой возникновения эпидемических вспышек и наименьшими ее уровнями в годы с минимальной частотой их возникновения. Отсюда понятна необходимость резкого усиления мер по предупреждению эпидемических вспышек как ключевого направления в борьбе с шигеллезами в современных условиях.
Для оптимальной организации таких мероприятий важна правильная ориентация работников санитарно-эпидемиологической службы в вопросе о ранговом значении различных факторов передачи шигелл при возникновении эпидемических вспышек дизентерии.
В настоящем сообщении представлены результаты эпидемиологического изучения роли различных путей и факторов передачи при возникновении эпидемических вспышек дизентерии, официально зарегистрированных в стране в 1963—1987 гг. Особое внимание уделено пищевому пути передачи и составляющим его факторам (пищевых продуктов), играющим главную (первичную) роль в распространении доминирующей в стране дизентерии Зонне [1—4] и определяющим возникновение подавляющего боль-
