CC BY
38
дигиена и санитария. 2016; 95(1)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-122-128_
Оригинальная статья
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016 УДК 614.72:001.8
Нурисламова Т.В.1,2, Уланова Т.С.1,2, Попова НА.12, Мальцева О.А.1
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СОЦИАЛЬНО-ГИГИЕНИЧЕСКОГО И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНОГО ВЫСОКОТОКСИЧНОГО АКРИЛОНИТРИЛА В АТМОСФЕРНОМ, ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ И КРОВИ
'ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнад-зора, Россия, 614045, Пермь; 2ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», 614990, Пермь
Приведены результаты экспериментальных исследований по разработке комплекса газохроматографических методик определения акрилонитрила в атмосферном и выдыхаемом воздухе, основанные на сорбции изучаемого соединения на сорбент Tenax ТА, в сочетании с оптимальными условиями пробоподготовки, термодесорбции и применением капиллярной газовой хроматографии. Методика позволяет выполнять определение акрилонитрила в пробах воздуха на уровне 0,0003 мкг в анализируемом объеме пробы со степенью извлечения 96,7%. Определение акрилонитрила в выдыхаемом воздухе возможно на уровне 0,0002 мкг при объеме воздуха 1000 см3 со степенью извлечения 97,7% селективно, достоверно, с высокой чувствительностью в соответствии с задачами социально-гигиенического мониторинга. Разработанная методика определения акрилонитрила в крови основана на извлечении изучаемого соединения из биологического материала при рН 2-3 методом анализа равновесной паровой фазы. В сочетании с оптимальными условиями пробоподготовки и применением капиллярной газовой хроматографии методика позволяет выполнять определение акрилонитрила в образцах крови науровне 0,006мг/дм3 со степенью извлечения 96,9% и максимальной погрешностью 25%.
Ключевые слова: акрилонитрил; атмосферный и выдыхаемый воздух; кровь; термоионный детектор; капиллярная газовая хроматография; сорбция; термодесорбция; экстракция; газохроматографи-ческий анализ равновесной паровой фазы.
Для цитирования: Нурисламова Т.В., Уланова Т.С., Попова Н.А., Мальцева О.А. Методическое обеспечение социально-гигиенического и медико-биологического мониторинга потенциально опасного высокотоксичного акрилонитрила в атмосферном, выдыхаемом воздухе и крови. Гигиена и санитария. 2016; 95(1): 122-128. DOI: 10.18821/0016-99002016-95-1-122-128.
Nurislamova TV.12, Ulanova T.S.1, Popova N.A.12, Maltseva О.А.1
METHODICAL SUPPORT OF SOCIAL-HYGIENIC AND MEDICAL-BIOLOGICAL MONITORING OF POTENTIALLY HAZARDOUS HIGHLY TOXIC ACRYLONITRILE IN ATMOSPHERIC, EXPIRED AIR AND BLOOD
1Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, Russian Federation, 614045; 2Perm State National Research University, Perm, Russian Federation, 614990
There are presented results of experimental studies on the development of the set of gas chromatographic methods for the determination of acrylonitrile in the atmospheric and expired air based on the sorption of the investigated compound to the Tenax TA sorbent, in combination with optimal conditions of the sample preparation, thermal desorption and the application of capillary gas chromatography. The method allows to implement the determination of acrylonitrile in the samples of air at the level of0,0003 ig in the analyzed volume of sample, with extraction degree of 96,7%. The determination of acrylonitrile in the expired air is possible at the level of0,0002 iig at the volume of air of 1000 cm3, with extraction degree 97,7% selectively, credibly and with high sensitivity, according to the tasks of social and hygienic monitoring. The developed method for the determination of acrylonitrile in blood is based on the extraction of investigated compound from the biological material at pH=2-3 with the use of the equilibrium vapor phase analysis. In combination with optimal conditions fir the sample preparation and the use of capillary gas chromatography, the methods allow to determine acrylonitrile in blood samples at the level of 0,006 mg/dm3, with extraction degree of 96,9% and maximum error of 25%.
Keywords: acrylonitrile; atmospheric and expired air; blood; thermoionic detector; capillary gas chromatography;
sorption; thermal desorption; extraction; gas chromatographical analysis of equilibrium vapor phase.
For citation: Nurislamova Т. V., Ulanova T.S., Popova О.А., Maltseva О.А. Methodical support of social-hygienic and medical-biological monitoring of acrylonitrile in atmospheric, expired air and blood. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal) 2016; 95(1): 122-128. (In Russ.). DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-122-128.
For correspondence: Tatyana V. Nurislamova, E-mail: nurtat@fcrisk.ru
Received 28.06.15
В настоящее время проблема безопасного состояния окружающей среды по своей значимости и актуальности является одной из приоритетных для общества, так
Для корреспонденции: Нурисламова Татьяна Валентиновна, доктор биол. наук, зав. лаб. газовой хроматографии ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», 614990, Пермь, E-mail: nurtat@fcrisk.ru
как возрастающая антропогенная нагрузка вносит существенный вклад в ухудшение популяционного здоровья [1]. Снижение вредного влияния экологических факторов как природного, так и техногенного характера на окружающую среду и проведение социально ориентированной политики, направленной на сохранение здоровья человека, является приоритетным направлением деятельности Правительства Российской Федерации [2].
Каждый год в атмосферный воздух поступает свыше 1 тыс. т промышленной пыли и вредных газообразных веществ, в том числе различных органических соединений, среди которых значительный удельный вес занимает акриловая кислота и ее производные, в частности органический цианид акрилонитрил. Известно, что акриловые соединения относятся к высокотоксичным и опасным [3]. В атмосферном воздухе эти соединения могут присутствовать в сложном компонентном составе с близкими физико-химическими и структурными свойствами, в разных сочетаниях могут вызывать суммацию либо потенцирование токсических эффектов [4]. Основными источниками загрязнения среды обитания акриловыми соединениями являются межотраслевые химические комплексы [5].
Присутствие акрилонитрила в атмосферном воздухе даже в низких концентрациях может формировать хроническое негативное воздействие на население, проявляющееся в изменении гематологических показателей: снижение уровня гемоглобина, числа эритроцитов и лейкоцитов, угнетение процесса созревания нормобластов в костном мозге [6]. В крови повышается активность аль-долазы, что наблюдается только при нарушении проницаемости плазматической мембраны гепатоцитов, а также снижение содержания цитохрома Р-450 микросом [7]. При этом постоянное воздействие токсических факторов окружающей среды сочетается со снижением детоксика-ционной функции печени и, возможно, создаются условия для поступления акрилонитрила в кровь и его появление в выдыхаемом воздухе. Техногенное загрязнение среды обитания формирует условия для повышенной заболеваемости населения [8, 9].
В настоящее время актуальным является развитие диагностического направления, связанного с анализом микросостава выдыхаемого воздуха, что позволяет более детально проводить исследования по диагностике и протеканию патологических процессов в организме [10]. Известно, что человек выделяет через легкие в среднем около 600 микропримесей летучих органических соединений. Поэтому любое летучее вещество, которое количественно определяется в выдыхаемом воздухе, можно использовать как биологический маркер состояния организма [11]. Определение микросостава выдыхаемого воздуха относится к числу наиболее сложных аналитических задач и возможно благодаря развитию современных высокочувствительных и селективных физико-химических методов.
Обзор отечественной и зарубежной научной литературы по физико-химическим методам контроля показал, что задача оценки содержания акрилонитрила в атмосферном и выдыхаемом воздухе, крови остается весьма актуальной, поскольку до настоящего времени не предложено простых высокочувствительных и высокоизбирательных методов определения этой группы токсичных соединений. К основным требованиям следует отнести повышение чувствительности методов определения химических соединений в атмосферном воздухе до уровня референтных концентраций (ИС), используемых при оценке риска здоровью населения. Для выполнения исследований на уровне референтных концентраций требуется разработка принципиально новых методов анализа [12, 13]. Гигиенические нормативы и класс опасности акрилонитрила в атмосферном воздухе приведены в табл. 1 [Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.1338-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест; Р 2.1.10.1920-04 Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(1)
_DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-122-128
Original article
Таблица 1
Гигиенические нормативы акрилонитрила в атмосферном воздухе
Класс опасности ПДКмр, мг/м3 ПДКсс, мг/м3 Rfc, мг/м3
2 0,03 0,002
химических веществ, загрязняющих окружающую среду].
Вышеизложенное определило актуальность настоящих исследований и позволило сформулировать цель работы - разработка высокочувствительных и селективных методик определения акрилонитрила в атмосферном воздухе на уровне референтной концентрации в выдыхаемом воздухе и крови.
Материалы и методы
Исследования выполнялись специалистами химико-аналитического отдела ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения». Объектами исследований являлись атмосферный и выдыхаемый воздух, кровь. Технология разработки газохроматографических методов: сорбционные среды, хроматографическое поведение исследуемого соединения на различных неподвижных жидких фазах, метрологические характеристики измерительного процесса, методы отбора проб атмосферного и выдыхаемого воздуха, аналитические подходы определения акрилонитрила в крови.
Исследования атмосферного и выдыхаемого воздуха, крови на содержание акрилонитрила выполняли методом капиллярной газовой хроматографии с термоионным детектором. Отбор проб атмосферного и выдыхаемого воздуха летучего органического соединения проводили на сорбционные трубки с последующей термодесорбцией и анализом на газовом хроматографе серии «Хроматэк-Кри-сталл» с программным обеспечением Хроматэк-Анали-тик 2.6. Для исследований использовали аналитическую капиллярную колонку серии ББ-624. Характеристики колонки: размеры 30 м.0,32 мм с толщиной пленки неподвижной жидкой фазы на внутренней поверхности капилляра - 1,80 мкм. Температурный режим хроматографа: режим программирования колонки - от 50 °С (нагревание колонки со скоростью 10 °С/мин) до 100 °С (нагревание колонки со скоростью 10 °С/мин) до 200 °С; испаритель -200 °С; детектор - 250 °С; расход газа-носителя (азот) -20 см3/мин, расход водорода - 20 см3/мин, расход воздуха -200 см3/мин.
Температурный режим термодесорбции: температура десорбции 280°С, расход продувочного газа 40 см3/мин, время десорбции 10 мин, нижняя температура ловушки -10оС, верхняя температура ловушки - 280оС, время нагрева - 2 мин. Для построения градуировочных графиков готовили серию стандартных растворов.
Разработанный комплекс методик был применен для оценки уровня экспозиции акрилонитрила на примере санитарно-гигиенической ситуации в зоне размещения крупного промышленного предприятия химической промышленности Пермского края. В процессе исследований выполнено определение акрилонитрила в цельной крови и выдыхаемом воздухе у детей, проживающих в зоне действующего предприятия. Для сравнительной оценки уровней акрилонитрила в крови и выдыхаемом воздухе обследуемой группы 25 детей использовали содержание токсиканта в крови контрольной группы - 25 практически здоровых детей, проживающих вне зоны антропогенного воздействия.
Оригинальная статья
Таблица 2
Газохроматографические параметры для определения акрилонитрила в атмосферном воздухе
Режим Температура, °С Расход газа-носителя, см3/мин Деление потока азот:воздух
колонка скорость нагревания, °С/мин
1 50-200 10 20 1:14
2 70-160-180 15 30 1:20
3 70-160-200 25 30 1:0
Экспериментальные исследования. Разработка методики определения акрилонитрила в атмосферном воздухе на уровне референтной концентрации
Изучены условия разделения стандартных смесей акри-лонитрила с другими углеводородами на капиллярных колонках с различными характеристиками неподвижных жидких фаз - DB-624-30 м^0,32 мм^1,80 мкм, HP-FFAP-50 м^0,32 мм^0,5 мкм, GasPro-25 м^0,32 мм^0,5 мкм и Pora-Plot Q-25 м^0,53 мм^0,5 мкм. Полнота разделения достигнута на капиллярной колонке DB-624-30 м^0,32 мм^1,80 мкм.
Оптимальную температуру газохроматографического анализа определяли путем подбора, ориентируясь на температуру кипения и летучесть исследуемого соединения и свойства сорбента капиллярной колонки. Газохромато-графические параметры для определения акрилонитрила в атмосферном воздухе представлены в табл. 2.
Качественное разделение акрилонитрила с другими углеводородами было достигнуто в режиме 1.
Для количественного определения акрилонитрила устанавливали градуировочную характеристику методом абсолютной градуировки по шести сериям стандартных растворов в диапазоне концентраций 0,0012-1,0 мкг/мм3. Для этого на сорбент через узкое отверстие в сорбционной трубке на глубину 5-8 мм вводили 1 мм3 одного из градуи-ровочных растворов. Сорбционную трубку помещали в устройство для термической десорбции, где трубка нагревалась и осуществлялась десорбция паров акрилонитри-ла в потоке газа-носителя. Для достижения оптимальной эффективности десорбции расход газа, проходящего через трубку составлял от 30 до 50 см3/мин.
Хроматограмма стандартного раствора акрилонитри-ла, полученная при оптимальных газохроматографиче-ских параметрах, представлена на рис. 1.
Одним из основных элементов анализа качества атмосферного воздуха является отбор проб - это важнейшая часть аналитической процедуры определения токсичных соединений в атмосферном воздухе. Главными моментами пробоотбора являются получение представительной
Таблица 3
Средние значения степени термодесорбции акрилонитрила
Сорбент Введено, мг Найдено, мг Степень десорбции, %
Молекулярное сито 0,0015 ± 0,00011 0,00135 ± 0,00011 90,0
Chromosorb 106 0,0015 ± 0,000125 0,00128 ± 0,00009 85,0
Sherocarb TM 0,0015 ± 0,000115 0,00142 ± 0,000117 95,0
Carbopack/Carbosieve S-Ш/Carboxen 0,0015 ± 0,000117 0,00143 ± 0,00012 95,6
Porapak N 0,0015 ± 0,000123 0,00144 ± 0,000126 96,0
Tenax ТА 0,0015 ± 0,000127 0,00145 ± 0,00013 96,7
Рис. 1. Хроматограмма стандартного раствора акрилонитрила (С=0,0029 мг/м3).
пробы и накопление в ловушке-концентраторе достаточного для аналитического определения количества определяемого соединения. С этой целью изучена эффективность термодесорбции акрилонитрила путем применения ряда сорбентов методом «введено-найдено». Средние значения степени термодесорбции представлены в табл. 3.
Полноту сорбции проверяли по отсутствию проскока при отборе проб из приготовленной смеси воздуха с заданной концентрацией акрилонитрила. Смесь воздуха с заданной концентрацией акрилонитрила готовили в шприцах емкостью 1 дм3 путем соответствующего разбавления исходной концентрации чистым воздухом. Для этого в шприц объемом 1 дм3 вводили исходный раствор акрилонитрила (С = 0,797 мг/см3) объемом 2 мм3 и тщательно перемешивали. Отбор проб приготовленной смеси объемом 2 дм3 проводили на две последовательно соединенные сорбционные трубки, заполненные сорбентом Tenax ТА. Обе сорбционные трубки анализировали отдельно. Отсутствие акрилонитрила во 2-й трубке являлось свидетельством того, что весь акрилонитрил сорбируется на 1-й трубке и проскок исследуемого соединения при рекомендуемых условиях не определяется.
Высокая чувствительность определения акрилони-трила в диапазоне концентраций: 0,002-0,5 мг/м3, при погрешности метода 25% достигнута путем сорбции изучаемого соединения из атмосферного воздуха на сорбент Tenax ТА в сочетании с оптимальными условиями пробоподготовки, термодесорбции и применением капиллярной газовой хроматографии. Степень термодесорбции составляет 96,7%.
Разработка методики определения акрилонитрила в выдыхаемом воздухе
Для отбора проб выдыхаемого воздуха на содержание акрилонитрила использовали ряд сорбентов, рекомендованных Национальным стандартом [14]. Изучение полноты извлечения акрилонитрила с сорбента проводили способом «введено-найдено». Средние значения степени термодесорбции акри-лонитрила с сорбентов представлены в табл. 4.
В процессе исследований отработаны эффективные приемы отбора проб выдыхаемого воздуха на содержание акрилонитрила - подготовку пробы для анализа акрилонитрила в выдыхаемом воздухе выполняли методом накопления пробы выдоха в пластиковый пакет, нагревом в течение 30 мин при температуре 56-64°С и последующим концентрированием паровоздушной смеси акрилонитрила на сорбционные трубки (сорбент - Tenax ТА). Выпол-
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(1)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-122-128
нение нагрева пробы воздуха проводили в термостате в течение 30 мин при температуре 56-64 °C. Это обусловлено тем, что при этом режиме лучше происходит сорбция паров акрилонитрила на сорбент. Выбрана такая температура с учетом температуры кипения акрилонитрила Тшп 77 °C. При температуре ниже 56°C снижается степень улавливания паров акрилонитрила; при температуре выше 64 °C увеличивается летучесть паров акрилони-трила, что приводит к снижению точности и чувствительности метода. Отбор пробы воздуха осуществляли с помощью аспиратора со скоростью 0,2 дм3/мин в течение 10 мин, объем газовой смеси составлял ~ 1-2 дм3. Затем сорбционную трубку устанавливали в термостат термодесорбера и проводили этап «Десорбция» изучаемого соединения при ранее подобранных условиях.
Оптимально подобранные условия термодесорбции и газохроматографического анализа в режиме программирования колонки позволяют выполнять определение акри-лонитрила в выдыхаемом воздухе на уровне 0,0002 мкг со степенью извлечения 97,7% .
Разработка методики определения акрилонитрила в крови
При разработке методики для контроля акрилонитрила в биосредах (кровь) использовано два аналитических подхода: традиционный прием экстракции органическим растворителем и метод создания паровоздушной фазы с последующим газохроматографическим анализом.
Экстракция. В ходе экспериментальных работ изучены эффективность извлечения акрилонитрила из крови путем применения ряда экстрагентов и зависимость степени экстракции изучаемого соединения от типа неорганической кислоты. Средние значения полноты экстракции акрилонитрила из крови представлены в табл. 5 и 6.
Рис. 2 иллюстрирует разделение смеси стандартного раствора акрилонитрила с другими углеводородами с учетом максимальной степени экстракции и оптимальных условий разделения (см. табл. 2 и 5).
Экспериментальным путем установлено, что применение в качестве экстрагента диэтилового эфира позволяет
Таблица 5
Средние значения полноты экстракции акрилонитрила из крови
Оriginal article
Таблица 4
Средние значения степени термодесорбции акрилонитрила с применением ряда сорбентов
Сорбент Введено, мг Найдено, мг Степень десорбции, %
Молекулярное сито 0,0024 ± 0,000198 0,00218 ± 0,0002 91,0
Chromosorb 106 0,0024 ± 0,0002 0,00209 ± 0,000197 87,0
Sherocarb TM 0,0024 ± 0,000189 0,00227 ± 0,00021 94,5
Carbopack/Carbosieve S-III/Carboxen 0,0024 ± 0,000199 0,00232 ± 0,00020 96,6
Porapak N 0,0024 ± 0,0002 0,00233 ± 0,00021 97,2
Tenax ТА 0,0024 ± 0,000199 0,00234 ± 0,000199 97,7
более полно извлечь акрилонитрил из крови, и только при использовании 1% раствора серной кислоты при рН среды 2,0-2,5 обеспечивается повышение чувствительности и точности определения. Достигнутый предел обнаружения акрилонитрила в крови методом экстракции диэтило-вым эфиром составил 0,00015 мкг.
Анализ равновесной паровой фазы (АРПФ). Для выделения акрилонитрила из биологического материала (кровь) применен АРПФ с последующим газохроматогра-фическим определением. Для повышения концентрации акрилонитрила в РПФ проводили исследования по изучению влияния неорганических и органических кислот на полноту извлечения определяемого соединения из крови. При добавлении к биосреде по 0,5 см3 1% раствора органических и минеральных кислот концентрация акрилони-трила в паровой фазе изменялась по сравнению с кровью без добавления кислот в различной степени. Средние значения полноты извлечения акрилонитрила из крови при использовании 1% растворов органических и неорганических кислот представлены в табл. 7.
Экстрагент Концентрация акрилонитрила в пробе крови, мг/дм3 Полнота экстракции, %
введено найдено
Хлористый метилен 0,159 ± 0,013 0,227 ± 0,021 14,0
Гептан 0,159 ± 0,015 0,260 ± 0,025 16,5
Диэтиловый эфир 0,159 ± 0,014 0,149 ± 0,011 94,0
Таблица 6
Средние значения полноты экстракции акрилонитрила из крови от природы органических растворителей и типа неорганических кислот
Рис. 2. Экстракт акрилонитрила с учетом максимальной степени экстракции и оптимальных условий разделения.
Таблица 7
Средние значения полноты извлечения акрилонитрила из крови
I ип неорганической кислоты Полнота
Экстрагент 1% раствор H2SO4 1% раствор HCl 1% раствор H3PO4 Кислота Введено Найдено экстракции, %
Полнота экстракции, % Щавелевая 1% раствор 0,033 ± 0,0026 0,027 ± 0,0017 81,8
Хлористый метилен 28,0 10,0 8,0 Серная 1% раствор 0,033 ± 0,0025 0,032 ± 0,0025 96,9
Гептан 10,0 6,5 7,9 Соляная 1% раствор 0,033 ± 0,0027 0,03 ± 0,0023 90,9
Диэтиловый эфир 94,7 33,0 35,0 Фосфорная 1% раствор 0,033 ± 0,0029 0,023 ± 0,0019 69,7
Оригинальная статья
мВ
60
50
40
О.
О Ц
О.
Таблица 8
Сравнительная характеристика способов подготовки биопробы (кровь)
мВ
60
50 40
о.
о
с; ^
о.
JJL
3
Время,
5
мин
3 5 Время, мин
Рис. 3. Хроматограммы образцов крови:
а - с добавкой серной кислоты С = 0,032 мг/дм3 и б - без добавки кислоты С =
Установлено, что наибольшее извлечение акрилони-трила из крови (96,9%) достигнуто при использовании 1% раствора серной кислоты. На рис. 3 представлены хроматограммы парофазного анализа крови, содержащей стандарт акрилонитрила с добавкой 0,5 см3 1% раствора серной кислоты (рН 2-3) и без добавки.
Проведенные исследования по выбору способа подготовки биопробы (кровь) к газохроматографическому анализу - экстракция органическим растворителем и метод АРПФ, позволили получить оптимальные условия количественного определения акрилонитрила в крови. Характеристика методов подготовки биопробы к количественному определению акрилонитрила представлена в табл. 8.
Эффективность экстракции предлагаемого способа подготовки биопробы (кровь) АРПФ для акрилонитрила составила 96,9%. В сочетании с оптимальными условиями пробоподготовки и применением капиллярной газовой хроматографии метод АРПФ позволяет выполнять определение акрилонитрила в крови на уровне 0,006 мг/дм3 при рН 2-3 (серная кислота 1% раствор).
Применение комплекса разработанных методик для задач социально-гигиенического и медико-биологического мониторинга
В период наблюдений группы детей, проживающих в зоне размещения действующего предприятия химической
Метод подготовки биопробы (кровь) для анализа Оптимальные условия пробоподготовки Полнота извлечения, %
Экстракция органическим растворителем Экстракция диэтиловым эфиром в кислой среде при рН 2-3 (1% раствор серной кислоты) 94,0
АРПФ Подкисление пробы крови 1% раствором серной кислоты 96,9
Время
Рис. 4. Хроматограмма пробы атмосферного воздуха, содержащей акрилонитрил (САН = 0,0022 мг/м3), отобранной в санитарно-защитной зоне действующего предприятия химической промышленности, расположенного на расстоянии около 1000 м.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 - неидентифицированные пики, не представляющие интереса для поставленной цели.
0,0063 мг/дм3.
промышленности, в атмосферном воздухе обнаружен акрилонитрил в концентрации 0,002-0,0024 мг/м3, превышающих референтную концентрацию (Мс) в 1,2 раза. Хроматограмма пробы атмосферного воздуха, отобранного в санитарно-защитной зоне исследуемого промышленного предприятия, представлена на рис. 4.
По результатам исследований качества атмосферного воздуха в санитарно-защитной зоне действующего промышленного предприятия акрилонитрил был зарегистрирован в 100% проанализированных проб.
Результаты выполненного количественного анализа образцов крови обследуемой и контрольной групп детей с использованием разработанного метода представлены в табл. 9.
Хроматограммы образцов крови пациентов обследуемой и контрольной групп детей представлены на рис. 5.
Результаты анализа выдыхаемого воздуха обследуемой и контрольной групп детей представлены в табл. 10.
В процессе исследований было установлено, что у обследуемых детей, проживающих в зоне экспозиции, количество проб выдыхаемого воздуха с содержанием акрилонитрила составило 80% при средней концентрации 0,001 ± 0,0005 мг/м3.
Хроматограммы проб выдыхаемого воздуха пациента контрольной и обследуемой группы детей представлены на рис. 6.
В процессе проведенных исследований было установлено, что среднее содержание акрилонитри-ла в обследуемой группе достоверно выше в 6 раз в выдыхаемом воздухе и в 4,5 раза в крови по сравнению с контрольной группой.
Разработанный комплекс га-зохроматографических методик позволил диагностировать высокотоксичный акрилонитрил в атмосферном воздухе и биологических средах (кровь, выдыхаемый воздух) детей, проживающих в зоне экспозиции действующего предприятия химической промышленности. В процессе исследований было установлено, что у обследуемых детей количество проб выдыхаемого воздуха с содержанием
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(1)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-122-128
Таблица 9
Результаты химического анализа образцов крови (р < 0,01-0,05) на содержание акрилонитрила обследуемой (n = 25) и контрольной групп детей (n = 25)
Контроль (M ± m), мг/дм3 Обследуемая группа (M ± m), мг/дм3 Р
0,00176 ± 0,00059 0,00795 ± 0,000586 0,001
Рис. 5. Хроматограммы образцов крови пациента обследуемой (а) группы, проживающего в зоне экспозиции САН = 0,021 мг/дм3 и контрольной (б) группы: отсутствие содержания акрилонитрила в крови.
Таблица 1 0
Сравнительные характеристики содержания акрилонитрила в выдыхаемом воздухе контрольной и исследуемой группы
Контроль (M ± m), мг/м3 Обследуемая группа (M ± m), мг/м3 Р
0,00016 ± 0,00009 0,001 ± 0,0005 0,001
Qriginai article
делены минимальная и максимальная концентрации акрилонитрила в крови детей - С . = 0,0058 ± 0,00015 и С = 0,022
? ? max ?
± 0,0051 мг/дм3 соответственно.
Таким образом, предлагаемый комплекс методик вносит практический вклад в решение проблемы методического обеспечения социально-гигиенического и медико-биологического мониторинга содержания высокотоксичного акрилони-трила в атмосферном воздухе и биологических средах (кровь, выдыхаемый воздух) и может быть использован:
- в практике санитарно-гигиенических расследований и экспертиз,
- при выполнении исследований по оценке риска,
- для доказательства неблагоприятного воздействия химических факторов окружающей среды и оценки закономерностей формирования нарушений здоровья.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Иссследование не имело спонсорской поддержки.
Литература (п.п см. References)
7-:
Рис. 6. Хроматограмма пробы выдыхаемого воздуха пациента контрольной (а) группы САН = 0,00 мг/м3 и пациента (б), проживающего в зоне экспозиции САН = 0,0046 мг/м3.
акрилонитрила составило 80% при средней концентрации 0,001 ± 0,0005 мг/м3 (р = 0,001).
Установленное количество биопроб с повышенным содержанием акрилонитрила в выдыхаемом воздухе у детей группы обследования составило 40%. Установлены минимальная и максимальная концентрации акрилонитри-ла в выдыхаемом воздухе детей Ст.п = 0,0002 ± 0,00005 и С = 0,0062 ± 0,00155 мг/м3 соответственно.
max
Средняя концентрация акрилонитрила в выдыхаемом воздухе контрольной группы детей составила 0,00016 ± 0,00009 мг/м3.
Средняя концентрация акрилонитрила в крови обследуемой группы детей установлена на уровне 0,00795 ± 0,000586 мг/дм3, а контрольной группы - 0,00176 ± 0,00059 (р = 0,001). Установленное количество образцов крови с повышенным содержанием акрилонитрила в крови детей группы обследования составило 72%. Опре-
1. Иванов С.В. Химический комплекс России: состояние и пути обеспечения ус-тойчивого экономического развития. Химическая промышленность. 2006; 9: 18-21.
2. Рахманин Ю.А. Итоги и перспективы научных исследований по проблеме экологии человека и гигиены окружающей среды. М.: НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сыси-на; 2011.
3. Шустов В.Я., Кузнецов П.П.
Акрилонитрил: токсические свойства, гигиеническая оценка. М.: Медицина; 1984.
Малышева А.Г., Рахманин Ю.А. Физико-химические исследования и методы контроля веществ в гигиене окружающей среды. СПб.: НПО «Профессионал»; 2012. Еникеева Н.А., Островская Р.С., Сыса Л.В. и др. Гигиена труда и состояние здоровья работающих в современном производстве синтетического волокна нитрон. В кн.: Гигиена труда и охрана здоровья рабочих в нефтяной и нефтехимической промышленности. Т. 9. М.; 1976: 22-5. Иванов В.В., Жирнов Г.Ф., Арчаков А.И. Активация акрилонитрила в микросомальной системе окисления. Вопросы медицинской химии. 1982; 28, № 2: 95-8. Уланова Т.С., Нурисламова Т.В. Разработка методов определения органических соединений (оксид этилена, 1,3-бута-диен, акрилонитрил) в атмосферном воздухе на уровне референтных концентраций. Анализ риска здоровью. 2013; 2: 57-62.
гиена и санитария. 2016; 95(1)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-122-128_
Оригинальная статья
10. Шилов В.Н., Яковченко В.А., Сергиенко В.И. Диагностическая ценность газохроматографического исследования выдыхаемого воздуха. Клиническая лабораторная диагностика. 1994; 5: 9-10.
11. Степанов Е.В. Методы высокочувствительного газового анализа молекул-биомаркеров в исследованиях выдыхаемого воздуха. Труды ИОФАН. 2005; 61: 5-47.
12. МУК 4.1.1044а-01. Газохроматографическое определение акрилонитрила, ацетонитрила, диметиламина, диметилфор-мамида, диэтиламина, пропиламина, триэтиламина и этила-мина в воздухе. М.: НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН, Минздрав России; 2002.
13. Синицына О.О., Жолдакова З.И. Определение пороговых величин химических веществ с использованием расчета репер-ных доз и концентраций. Токсикологический вестник. 2003; 3: 2-9.
14. ГОСТ Р ИСО 16017-1-2007. Воздух атмосферный, рабочей зоны и замкнутых помещений. Отбор проб летучих органических соединений при помощи сорбционной трубки с последующей термодесорбцией и газохроматографическим анализом на капиллярных колонках. Часть 1. Отбор проб методом прокачки. М.; 2008.
References
1. Ivanov S.V. Chemical complex of Russia: conditions and ways for ensuring the stable economic development. Khimicheskaya promyshlennost'. 2006; 9: 18-21. (in Russian)
2. Rakhmanin Yu.A. Results and Prospects of Research on the Issue of Human Ecology and Environmental Hygiene [Itogi i perspe-ktivy nauchnykh issledovaniy po probleme ekologii cheloveka i gigieny okruzhayushchey sredy]. Мoscow: NII ekologii cheloveka i gigieny okruzhayushchey sredy im. A.N. Sysina; 2011. (in Russian)
3. Shustov V.Ya., Kuznetsov P.P. Acrylonitrile: Toxic Properties, Hygienic Assessment [Akrilonitril: toksicheskie svoystva, gigien-icheskaya otsenka]. Moscow: Meditsina; 1984. (in Russian)
4. Malysheva A.G, Rakhmanin Yu.A. Physico-chemical Studies and Methods of Control of Substances in Environmental Health [Fiziko-khimicheskie issledovaniya i metody kontrolya
veshchestv v gigiene okruzhayushchey sredy]. St.Petersburg: NPO «Professional»; 2012. (in Russian)
5. Enikeeva N.A., Ostrovskaya R.S., Sysa L.V. et al. Occupational hygiene and condition of health of workers in the modern production of synthetic nitron fiber. In: Occupational and Health of Workers in the Oil and Petrochemical Industry [Gigiena truda i okhrana zdorov'ya rabochikh v neftyanoy i neftekhimicheskoy promyshlennosti]. Vol. 9. Moscow; 1976: 22-5. (in Russian)
6. Ivanov V.V., Zhirnov G.F., Archakov A.I. Acrylonitrile activation in the microsomal oxidation system. Voprosy meditsinskoy khi-mii. 1982; 28(2): 95-98. (in Russian)
7. Grahl V.R. Toxicology und Wirkungsweise von Acrylnitril. Zbl. Arbeitsmed. 1970; 12: 369-78.
8. Holechek V., Kopecky J. Conjugation of glutathione with ac-rylonitrile and glycidonitrile. In: Industrial and environmental xenobiotics. Berlin: Springer Verlag; 1981: 239-45.
9. Ulanova T.S., Nurislamova T.V. Developing the methods for determining the organic compounds (ethylene oxide, 1,3-butadiene, acrylonitrile) in atmospheric air at the level of reference concentrations. Analiz riskazdorov'yu. 2013; 2: 57-62. (in Russian)
10. Shilov V.N., Yakovchenko V.A., Sergienko V.I. Diagnostic value of gas chromatographic analysis of the expired air. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 1994; 5: 9-10. (in Russian)
11. Stepanov E.V. Methods of highly sensitive gas analysis of mole-cules-biomarkers in the expired air analysis. TrudyIOFAN. 2005; 61: 5-47. (in Russian)
12. Methodological instructive regulations 4.1.1044а-01. Gas chro-matographic determination of acrylonitrile, acetonitrile, dimeth-ylamine, dimethylformamide, diethylamine, propylamine, tri-ethylamine and ethylamine in air. Moscow: Institute of Human Ecology and Environmental Hygiene them. AN Sysina RAMS, Russian Ministry of Health; 2002. (in Russian)
13. Sinitsina O.O., Zholdakova Z.I. Determination thresholds chemicals using fiducial calculating doses and concentrations. Toksiko-logicheskiy vestnik. 2003; 3: 2-9. (in Russian)
14. GOST R ISO 16017-1-2007. Atmospheric air, air of working zone and closed premises. Sampling of volatile organic compounds using the sorption tube with further thermal desorption and gas chro-matographic analysis on the capillary columns. Part 1. Sampling using the injection method. Moscow; 2008. (in Russian)
Поступила 28.06.15
Опечатка. В №№ 8 2015 г. на стр. 8 ошибочно опубликовано резюме на английском языке к ст. Степанова Н.В., Валеева Э.Р, Kauhanen Jussi, Гиниатуллина Р.Р. Региональные особенности неинфекционной заболеваемости населения в Республике Татарстан. Следует читать:
Stepanova N.V.1, Valeeva E. V.1, Kauhanen J.2, Giniatullina R.R2.
REGIONAL FEATURES OF THE NONINFECTIOUS MORBIDITY IN POPULATION IN THE REPUBLIC OF TATARSTAN
'Institute of fundamental medicine and biology of the Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russian federation, 420008; 2University of Eastern Finland, Institute of Public Health and Clinical Nutrition, P.O. BOX '627, 702'' Kuopio, Finland
There were studied regularities of the formation of noninfectious diseases (NID) of the adult population in the Republic of Tatarstan (RT) and of the city of Kazan over the period from 2004 to 20'2. There was noted the increase in the incidence of NID, at that in RT it was caused by the growth of all studied classes of diseases, while in Kazan there was a decrease in classes of circulatory system diseases and malignant neoplasms. Epidemiological analysis of the prevalence of diseases of the population in the RT showed an increase in the morbidity rate for all classes. Share diseases characterized by elevated BP ranged from 27,6% to 4',8%.The fraction of diseases characterized by elevated BP is from 27,6% to 4',8%. In Kazan, the prevalence of diabetes mellitus exceeded the republican level and accounts of29,2-44,5 (per ',000 of population), which determines 51,3-55,4% in the class "Diseases of the endocrine system". The share ofDM type-2 is consistently accounted of 94,2% -95,2%. The dynamics of the gain of NID classes in the city of Kazan exceeds similar indices in the Republic of Tatarstan.
Keywords: adults; noninfectious diseases; the gain in the dynamics of the morbidity rate For citation: Gigiena i Sanitariya. 20'5; 94(8):8-'2. (In Russ.)
