К ВОПРОСУ О ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ АЦЕТАЛЬДЕГИДА КАК ЗАГРЯЗНИТЕЛЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

УДК 614.72 : 661.727.2

I

К ВОПРОСУ О ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ АЦЕТАЛЬДЕГИДА

КАК ЗАГРЯЗНИТЕЛЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Канд. мед. наук В. А. Гофмеклер

Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва

Благодаря своей высокой активности ацетальдегид является превосходным сырьем для выработки органических соединений, содержащих С2 и С4. Основное количество его перерабатывают в уксусную кислоту и уксусный ангидрид. С этими продуктами связано производство уксусных эфиров для растворителей и прежде всего этилацетата, поливинилацетата и поливинилалкоголя, а также ацетатного шелка.

Вместе с аммиаком ацетальдегид используют в производстве синтетических смол. В органическом синтезе ацетальдегид применяют для получения красителей, лекарственных и душистых веществ.

В связи с расширением производства пластмасс, синтетического волокна и растворителей следует ожидать значительного увеличения потребления ацетальдегида для переработки его в уксусную кислоту.

Отсутствие хороших методов раздельного определения альдегидов тормозило изучение загрязненности атмосферного воздуха этими химическими соединениями. Существующие химические методы определения уксусного альдегида недостаточно чувствительны и специфичны.

Мы поставили задачу — изучить возможность полярографического определения малых концентраций ацетальдегида на осциллографиче-ском полярографе и разработать метод отбора проб атмосферного воздуха для его анализа.

Осциллографический полярограф позволяет применить дифференциальную (производную) полярографию, при которой получается более четкая волна, чем на электронном полярографе с чернильной записью, не снижается нулевая линия и легче рассчитать высоту волны.

Для работы был использован осциллографический полярограф ОП-2 конструкции Цфасмана и Брыксина (Центральная лаборатория автоматики). Прибор имеет большой экран (200x200 мм)у прост и надежен в эксплуатации.

В основу нашей работы мы положили предложенный С. С. Гур-виц и Т. И. Сергеевой полярографический метод определения ацетальдегида. Чувствительность метода 0,05 мг в пробе.

Расчет концентрации изучаемого вещества производили по высоте полярографической волны, которая пропорциональна концентрации его в растворе. Предварительно вычерчивали калибровочную кривую для разной чувствительности прибора в зависимости от концентрации вещества. Исследование вели в электролизере с ртутным капельным электродом объемом до 3 мл.

Период жизни одной капли около 4,3 сек. (16 капель в минуту). Потенциал полуволны ацетальдегида на ртутном капельном электроде

от—1,87 до—1,85 в, начальное напряжение—1,2 в, скорость

воспроизведения полярографической волны 0,25 сек., задержка 1.

4*

51

Определение вели на всех подходящих диапазонах чувствительности прибора (от 100 до 0,1). Диапазон тока снижался по мере уменьшения концентрации в пробе.

Для определения применяли' стандартный раствор ацетальдегида: № 1—исходный* в 1 мл больше 1 мг\ № 2 — в 1 мл 0,1 мг, № 3 — в 1 мл 0,01 мг\ № 4 — в 1 мл 0,001 мг. Исходный стандартный раствор (№ 1) сохраняли на холоде в темном месте до 2 недель без изменения; рабочий стандартный раствор № 2 — не более 5 дней; растворы № 3 и 4 приготавливали ежедневно. Кроме того, применяли 1 н. раствор 1лОН, 0,1% раствор желатины, бидистиллированную воду и ртуть вакуумной очистки.

Приготавливалась следующая шкала:

Используя разные стандартные растворы, постепенно снижали концентрацию ацетальдегида в пробе до 0,0005 мг

(предел чувствительности метода в этом случае в 100 раз выше, чем при методе С. С. Гурвица и Т. И. Сергеевой).

По полученным данным строили калибровочную кривую для каждого диапазона чувствительности прибора (см. рисунок).

Порядок исследования был следующий. Пробы воздуха отбирали в поглотители — трубочки длиной 10 см с тремя шарообразными утолщениями, заполненные 1 —1,5 г силикагеля марки МСМ, обработанного по стандартной схеме. При использовании правильно приготовленного силикагеля нет проскока во второй поглотитель.

Пробирка

Раствор

0 1 • 2 3 4 5

Стандартный раствор ацетальдегида (в 1 мл

0 у 1 мз) .......

Количество ацетальдегида в пробирке (в мг) 0,1% раствор желатины

1 н. раствор 1лОН . . . Бидистиллированная вода

0 0

1

0,1

2

0,2

4

0,4

6

0,6

8 0,8

По 2 капли во все пробирки

По 1 мл во все пробирки Долить до 10 мл во все

пробирки

0,00050.0010.0020.003 0№ 0,005 0,006 0,007 0,008 0.009 0.01

Калибровочные

По оси ординат -ацетальдегида (в

кривые для полярографического определения

ацетальдегида.

высота волны (в мм)- по оси абсцисс — концентрация мг/м3). Цифры на кривых — использованный диапазон

тока.

Предложенный С. С. Гурвицем и Т. И. Сергеевой метод отбора пробы воздуха в 2 поглотителя, заполненных дистиллированной водой, мы не смогли применить из-за проскока ацетальдегида через 3—4 последовательно поставленных поглотителя.

Просасьивание воздуха производили со скоростью до 10 л в минуту. Затем силикагель переносили в пробирку емкос.тью 10 мл, наливали туда 6—7 мл бидистиллированной воды и отмывали, периодически встряхивая эту пробирку. Через 15 мин. в нее доливали реактивы, жидкость переносили в электролизер (2—2,5 мл) и полярографировали. По величине волны на всех возможных диапазонах тока устанавливали концентрацию ацетальдегида в пробе. Концентрацию ацетальдегида в воздухе определяли обычным расчетом.

Предварительное активирование силикагеля производили всегда при одинаковых условиях: 1—3 дня в растворе соляной кислоты (1:1 или концентрированной в зависимости от степени загрязненности силикагеля), кипячение в этой же кислоте в течение часа, отмывание водой до нейтральной реакции, затем высушивание и прокаливание в муфельной печи при 220° в течение 20 мин.

Для оценки силикагеля как поглотителя уксусного альдегида отбирали пробы воздуха с известным количеством ' вещества в трубочки с силикагелем. Во всех случаях воздух просасывался через 2—3 поглотителя последовательно достаточно сильным компрессором со скоростью от 1 до 10 л/мин.

Результаты определения сравнивали с расчетными (табл. 1).

Таким образом, силикагель марки МСМ в поглотителе с неподвижным слоем дает практически 100% определение ацетальдегида. Другие поглотители и марки силикагеля дают худшие результаты.

Таблица 1

Выбор оптимальной марки силикагеля и поглотителя

4

Концентрации

• Марка си- Скорость про- опытные

Вид поглотителя сасывания

ликагеля воздуха расчетные

(в л/мин) (в мг) в мг в % к расчет-

9 ным

Стеклянная трубка с тре- МСМ 1 1,06 0,92 87

мя расширениями (не- » 3 0,082 0,089 108

подвижный слой) » 3 0,078 0,071 91

» 3 0,078 0,075 96

» 5 0,078 0,070 90

» 5 0,053 0,053 100

» 10 0,11 0,11 100

» 10 0,11 0,11 100

» * 10 0,11 0,103 94

» 10 0,11 0,12 109

» 10 0,018 0,0176 98

Видоизмененный Зайцева » 3 1,8 0,83 46

» 3 1,8 0,82 46

» 3,5- • 0,078 0,05 64

1 С пористой пластинкой » 10 0,0180 0,0144 80

№ 1 кем 10 0,0180 0,0099 71

Стеклянная трубка с тре- » 10 0,018 0,019 105

мя расширениями (не- » 10 0,019 0,0185 98

подвижный слой) ксс 10 0,018 0,017 95

• » 10 0,018 0,017 95

• кск 10 0,019 0,0108 58

» 10 0,019 0,0078 41

В отобранных пробах при температуре не выше 5° с закрытыми отверстиями поглотителя ацетальдегид сохранялся до 10 дней.

Используя полярографический метод определения ацетальдегида и разработанный нами способ отбора проб воздуха, мы установили порог обонятельного ощущения уксусного альдегида у 27 человек. Было проведено 687 наблюдений.

Определяя порог обонятельного ощущения лиц, для установления постоянства концентрации ацетальдегида в экспериментальной смеси воздуха, подаваемой в цилиндр, помещали уксусный альдегид с гуськом в сосуд Дюара, заполненный тающим льдом. В гусек наливали раствор ацетальдегида в бидистиллированной воде (0,1 :20).

Определение порога запаха производили на приборе ПОО, изготовленном на заводе «Лаборприбор» (г. Клин), по методике, рекомендованной Комитетом по санитарной охране атмосферного воздуха. Дозирование воздуха осуществляли сухими стеклянными ротаметрами.

Результаты приведены в табл. 2. Пороговая концентрация ацетальдегида для наиболее чувствительных лиц оказалась на уровне 0,0139 мг/мг (0,014 мг/м3), подпороговая концентрация— на уровне 0,012 мг/м3.

Использованный нами метод определения ацетальдегида был проверен в натурных условиях. Для этого мы отобрали 62 пробы воздуха в цехах и атмосферного воздуха на . расстоянии до 400 м от одного из заводов синтетиче- % ского каучука, где существует производство ацетальдегида. Ацетальдегид на этом заводе получают гидратацией ацетилена по реакции Кучерова. В цехах и на территории, примыкающей к заводу, ощущается значительный запах уксусного альдегида. Пробы воздуха мы исследовали через 7—9 дней после их отбора.

Результаты исследования приведены в табл. 3.

Таблица 3

Исследование воздуха вокруг ацетальдегидного производства

Расстояние от источника выброса (в м) Число проб Концентрации (в мг/м3) • Распределение концентраций (в мг/м3)

минимальные максимальные средние 0,5 и выше 0,49— —0,10 0,099— —0,015 0,014 и ниже

1 В цехе ....... 20—25 ....... 100......... 250 ......... 400 ......... 1 10 23 10 12 7 10,7 0,15 0,11 0,026 0,037 96,3 1,02 0,28 0,18 0,17 65,31 0,69 0,22 0,066 0,080 • 1С 12 11 10 2 2 * 10 5 —

После установления максимальной разовой предельно допустимой концентрации ацетальдегида в атмосферном воздухе исследования будут продолжены.

Поступила 16^1 V 1964 г.

Таблица 2

Определение порога запаха

ацетальдегида

Число исследуемых

Концентрации (в мг/м3)

пороговые

подпороговые

1 0,1000 0,0340

2 0,0800 0,0440

6 0,0440 0,0340

1 . 0,0297 0,0261

5 0,0249 0,0166

2 0,0166 0,0152

2 0,0152 • 0,0140

8 0,0139 0,0120 •