CC BY
2
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990
УДК 614.71:615.214:547.854]-073.524
Е. М. Волынская, П. В. Присяжнюк, Н. Г. Проданчук
ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БАРБИТУРОВОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ НАТРИЕВОЙ СОЛИ В ВОЗДУХЕ
Черновицкий медицинский институт
у
Для проведения токсикологических исследований по установлению ПДК барбитуровой кислоты и барбитуровокислого натрия в воздушной среде производственных помещений необходима методика определения концентрации этих веществ в воздухе. В доступной литературе описания такой методики мы не нашли. Нами разработана фотометрическая методика определения концентрации барбитуровой кислоты и барбитуровокислого натрия, основанная на их способности к конденсации с альдегидами.
ф
Значительное число работ [1—3] посвящено исследованию конденсации барбитуровой кислоты с альдегидами и кетонами. Реакции протекают при смешивании эквимолекулярных количеств реагентов в спирте, воде, пиридне, ледяной уксусной кислоте, при этом образуются труднорастворимые, иногда окрашенные соединения, вследствие чего эта реакция предлагается для идентификации и количественного определения альдегидов и барбитуровых кислот.
Экспериментальная проверка показала, что при взаимодействии барбитуровой кислоты с п-диметиламинобензальдегидом в ледяной уксусной кислоте образуется окрашенный в желтый цвет продукт реакции, имеющий максимум поглощения при длине волны 490 нм и подчиняющийся закону Ламберта — Бера в широком диапазоне концентраций.
Барбитуровокислый натрий в растворе ледяной уксусной кислоты определяется в виде барбитуровой кислоты. Методика проста в исполнении, не требует сложной аппаратуры, дефицит-
ных реактивов и предлагается для определения концентрации барбитуровой кислоты и барбитуровокислого натрия в воздухе рабочей зоны.
Воздух со скоростью 4 л/мин аспирируют в течение 5 мин через фильтр типа АФА-ХА-20. Фильтр с отобранной пробой переносят в бюкс, добавляют пипеткой 20 мл ледяной уксусной кислоты и перемешивают. Отбирают для анализа 2,5 мл полученного раствора, добавляют 0,5 мл 1 % спиртового раствора п-диметиламино-бензальдегида, перемешивают и оставляют на 40 мин. По истечении указанного времени измеряют оптическую плотность при длине волны 490 нм и толщине слоя 5 мм относительно контрольного раствора, приготовленного аналогично пробе из одних реактивов и не содержащего исследуемого вещества. Содержание вещества в пробе находят по предварительно построенному градуировочному графику. Нижняя граница определения барбитуровой кислоты и барбитуровокислого натрия в воздухе составляет 0,4 мг/м3. Средняя относительная погрешность анализа не
10 %. Методика проверена в токси-
кон-
превышает кологических экспериментах центраций 0,4—4 мг/м3.
в интервале
Литература
Х.Введенский В. М. //Химия гетероцикл. соединении.— 1969. —№ 6. —С. 1092—1095.
2. Левина Р. ЯВеличко Ф. К. //Успехи химии. — 1960.— Т. 29, № 8. — С. 953—954.
3. Minoree Sekija, Chizuko Janahiara // Chem. pharm. Bull.— 1969. —Vol. 17, N 4. —P. 747—751.
Поступила 12.10.88
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990 УДК 614.7:547.551.2]-074
Е. А. Сувалова, Т. Я. Чудакова, Л. Г. Александрова
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРИАМЕЛОНА В ОБЪЕКТАХ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Институт органической химии АН УССР, Киев; Киевский НИИ гигиены труда и проф
заболеваний
Триамелон относится к классу йод-, фосфорсодержащих четвертичных аммониевых солей и представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления 165—170°С, нерастворимое в органических растворителях, хорошо растворимое в воде. ЬЭбо для белых мышей при введении через желудок составляет 4000 мг/кг.
В литературе нет сведений о методах определения микроколичеств веществ подобной структуры. Поэтому целью настоящего исследования явилась разработка простого и доступного метода определения триамелона в воде, почве и воздухе с помощью тонкослойной хроматографии (ТСХ), спектрофотометрии и колориметрии. Изучались вопросы выбора сорбента для отбора
100
/
80
%
60
¿0
20-
Рис. 1. Зависимость площади пятен от концепт-рации триамелона в модельных опытах.
По оси абсцисс — концентрация трпамелона, мкг; но оси ординат — площадь
пятна, мм2.
1,0;
/
проб воздуха, экстракции, концентрирования растворов; выбора условий хроматографирова-ния в тонком слое оксида алюминия и силикаге-ля, скрепленных крахмалом или гипсом, в различных подвижных фазах, содержащих полярные и неполярные растворители, а также способы идентификации и количественного определения.
В результате проведенных испытаний было установлено, что достаточно полное извлечение (85—92 %) триамелона из модельных проб почвы достигается водной экстракцией. При исследовании возможности использования аэрозольных фильтров АФА-ВП, АФА-ХА, беззольных бумажных «синяя лента», стеклянных пористых фильтров для отбора проб воздуха, содержащего триамелон в виде аэрозоля, было обнаружено, что оптимальными свойствами сорбции и десорбции обладают стеклянные фильтры, которые рекомендованы нами для отбора проб воздуха. Для извлечения триамелона из стеклянного фильтра достаточно трехкратного водного смы-|*ва. В связи с тем что триамелон практически не ' летуч, при концентрировании водных растворов на ротационном испарителе при температуре не выше 80°С потери вещества не превышали 5%.
Из двух типов исследованных сорбентов для хроматографирования наиболее приемлемым оказался силикагель марок КСК (СССР), ЛС (ЧССР), хроматографические пластинки ¿11 иГо1 (ЧССР). Пластинки для хроматографии готовили по общепринятой методике [2]. В качестве подвижной фазы испытывали органические растворители: этиловый, изопропиловый, бутиловый, метиловый спирты; этилацетат, тетрагидрофу-ран, гексан, бензол, уксусную кислоту, а также их смеси. Величины триамелона на пластинках БПик)! в различных подвижных фазах были следующие: этанол—изопропанол (1:1) — 0,85; гексан—бензол—метанол (2:1:1) — 0; изопропанол—этанол—гексан (2:2:1) — 0,86; этанол—ацетон—этилацетат—вода (1:1:2:1) — 0,92; этанол—ацетон—этилацетат—вода (1:3: :2: 1) — 1,0; этанол—ацетон—этилацетат—бензол (1:1:2:6) — 0; тетрагидрофуран — 0,57; этанол—ацетон—этилацетат—вода (3:1:1:1)
4
этанол — тетрагидрофуран (1 : 1) — этанол—изопропанол—этилацетат—вода — 0,85; этанол — этилацетат — аце-
0,87;
(15: 1 : 1 : 1)
тон—вода (15:1:1:1)
0,72. Оптимальными
для разделения триамелона и присутствующих в качестве примесей полупродуктов синтеза оказались следующие условия: а) при хроматографи-ровании на пластинках БПик)! в подвижной фазе этанол—этилацетат—ацетон—вода (15: 1 : : 1 : 1); б) при хроматографировании в тонком слое силикагеля КСК или ЛС в подвижной фазе уксусная кислота—ацетон—соляная кислота, разбавленная 1:3 (5:2:5). Для формирования четких границ пятна при хроматографировании на пластинках 5Пи1о1 после развития хро-матограммы пластинку следует высушить при 115°С (2 мин) и хроматографирование повторить в той же подвижной фазе.
Для идентификации триамелона использовали проявляющие реагенты, характерные для обнаружения азота и йода: реактив Драгендорфа, включающий азотнокислый висмут и йодистый калий; раствор йода в хлороформе; раствор йодноватистокислого калия — растворимый крахмал. Выделяющийся йод при обработке пластинок крахмальным раствором дает специфическую синюю окраску. Более избирательными свойствами обладает реактив Драгендорфа, который позволяет обнаружить незначительную примесь исходного продукта в присутствии триамелона. Техника хроматографирования общепринятая [1]. Количественное определение содержания вещества в хроматографируемых растворах проводят непосредственно на хроматографи-ческих пластинках. При этом сравнивают интенсивность окрашивания и площадь пятен на хро-матограммах пробы и стандартных растворов. Площадь пятна измеряют с помощью промасленной миллиметровой бумаги или планиметра. В модельных опытах установлена линейная зависимость площади пятен триамелона от концентрации в пределах 1—5 мкг (рис. 1). Концентрацию вещества в пробе можно определить по градуировочному графику или по уравнению прямой: У=26,06^—13,52, где У=5пр; Х = СЩ> Концентрация триамелона в хроматографируе-мой пробе (Спр) может быть рассчитана по формуле:
С
^пР^ст
пр
5
ст
площадь пятна пробы (в мм2);
(в мкг) и площадь
5пр —
— концентрация
С
ст И
пятна
пятно и ин-
где
Ост
(в мм2) стандарта на хроматограмме.
В этом случае для расчета выбирают стандарта, наиболее близкое по величине тенсивности окраски к пятну пробы. Концентрация вещества на пластинках БПиМ может быть определена с помощью денситометра БИАН-170. Для этого необходимо снять электрофореграммы с хроматографических пластинок БНик)!, обрабо-
Рис. 2. Электрофореграмма стандартной школы триамелона, снятая с пластинки Silufol па денситометре БИАН-170.
I — 5 мкг; 2 — 4 мкг; 3 — 3 мкг; 4 — 2 мкг; 5 — 1 мкг.
для этой же цели могут быть использованы и другие методы, например спектрофотометрия и колориметрия.
Метод УФ-спектрофотометрии основан на из-
танных иодноватокислым калием, при оранжевом светофильтре. На рис. 2 показана электрофореграмма триамелона в интервале концентраций 1—5 мкг. Для расчета следует выбрать пик стандарта, наиболее близкий по площади к площади пика пробы на электрофореграмме.
Хроматографическое определение триамелона сводится к следующему. Пробу воды объемом 1 л и 500 мл водного экстракта из 200 г воздушно-сухой почвы концентрируют на ратационном испарителе до объема примерно 100 мл. Пробу воздуха аспирируют через фильтр со скоростью 5 л в минуту, экстракт из фильтра концентрируют до 5 мл. На хроматографическую пластинку Silufol наносят 5 мкл, на пластинку КСК или JIC — 20—30 мкл пробы. Параллельно на эту же пластинку наносят стандартные растворы вещества в интервале 1—5 мкг. Пластинку подсушивают при 115°С (5 мин) и помещают в хроматографическую камеру, в которую предварительно за 30—60 мин наливают подвижную фазу. После достижения фронтом растворителя уровня 10 см пластинку извлекают, высушивают при 115°С (5 мин) и обрабатывают одним из проявляющих реагентов. Пластинки Silufol опрыскивают раствором, состоящим из йоднова-токислого калия и растворимого крахмала, подкисленного серной кислотой. Тотчас появляются сине-фиолетовые пятна в зоне локализации триамелона (Rf = 0,72). В случае получения пятен с нечеткими границами на пластинке Silufol при анализе следующих проб проводят повторное хроматографирование проб в подвижной фазе этанол—этилацетат—ацетон—вода .(15:1:1:1).
Пластинки со слоем силикагеля КСК или JIC опрыскивают реактивом Драгендорфа, приготовленном на ледяной уксусной кислоте [1]. Три-амелон и примесь проявляются в виде красно-коричневых пятен на светло-желтом фоне пластинки (Rf триамелона 0,37, примеси 0,8). Пластинки можно обрабатывать раствором йода в хлороформе, при этом триамелон и примесь также окрашиваются в красно-коричневый цвет. Количество триамелона в пробе рассчитывают по известным формулам [3].
Метод ТСХ обладает достаточной чувствительностью, необходимой для обнаружения триамелона в объектах окружающей среды. Однако
мерении оптическои плотности раствора вещества при максимальной длине волны 224 нм. Из 5 мл сконцентрированного раствора для анализа^ отбирают 3 мл и измеряют оптическую плотность в кварцевых кюветах с толщиной слоя 10 мм; эталоном служит вода. Концентрацию в спектрофотометрируемой пробе находят по гра-дуировочному графику, который строят на стандартных растворах триамелона, содержащих 10—60 мкг вещества в объеме 3 мл. Метод не специфичен, но дает возможность быстро указать на присутствие в пробе исследуемого вещества.
Колориметрическое определение основано на открытии иона йода [4], в результате чего образуется йод-крахмальный комплекс, оптическую плотность раствора которого измеряют на фото-электроколориметре с желто-зеленым светофиль-тром или визуальной колориметрией путем срав- ' нения интенсивности окраски растворов проб и стандартной шкалы. Из 5 мл сконцентрированного экстракта берут 2 мл, приливают при перемешивании по 1 мл 10 % раствора нитрата натрия, ледяной уксусной кислоты и 2 % раствора крахмала. Через 15 мин измеряют оптическую плотность растворов в кюветах (толщина слоя 10 мм) на фотоколориметре при желто-зеленом светофильтре Коцентрацию вещества в пробе определяют по градуировочному графику в интервале концентраций 70—200 мкг. Определению иона йода может мешать который удаляют нагреванием [4].
Экспресс-определение, т. е. качественное опре- д деление триамелона в пробе, можно провести, $ осторожно нанеся 50 мкл исследуемого водного раствора и 1—3 капли 1 % раствора йода в хлороформе на стеклянную пластинку или в микропробирку со слоем крахмала (высотой 1 см). Триамелон проявляется в виде сине-черного пятна.
Нижний предел обнаружения триамелона в различных методиках его определения: в почве—100 мг/кг (ТСХ, 5Пик>1), и 33 мг/кг (ТСХ, КСК); в воде —20 мг/л (ТСХ, ЭПикЛ), 20 мг/л (по площади пика БИАН-170) и 6,5 мг/л (ТСХ, КСК); в воздухе—1,6 мг/м3 методом ТСХ, 0,11 мг/м3 УФ-спектрофотометрическим и 1,1 мг/м3 колориметрическим методом (при отборе 150 л воздуха со скоростью 5 л/мин). Суммарная погрешность разработанных методик определения триамелона не превышает ±20,2%. Аналитическая открываемость триамелона в модельных опытах с водой, почвой, воздухом составляет от 85 до 92 %• . .
Разработанные методики рекомендованы для санитарно-гигиенического контроля за содержа-
нием триамелона в объектах окружающей среды 2 при его применении в сельском хозяйстве. 3
Литература
1. Клисенко М. А., Алексендрова Л. Г. Определение оста ф точных количеств пестицидов.— Киев, 1983.
4
Клисенко М. А., Лебедева Т. А., Юр/сова 3. Ф. Химический анализ микроколичеств ядохимикатов. — М, 1972. Методы определения микроколнчеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде / Под ред. М. А. Клисенко. — М., 1977.
Справочник химика: Т. 4. Аналитическая химия. Спектральный анализ. Показатели преломления. Химия. — М.,
Л., 1983.
' Поступила 13.12.88
шшяшшязшшшяшашшвяшишяашхшшшшвшшш^шшшшпшяпшш
Дискуссии
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990
УДК 614.78.003Д
*
4
Б. А. Неменко, Э. И. Грановский, В. Я. Зражевский
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ
АТМОСФЕРЫ ГОРОДОВ
НИИ краевой патологии Минздрава Казахской СССР, Алма-Ата
Все возрастающая социальная направленность советской экономики выдвигает на первый план прогнозную оценку средозащитных мероприятий в условиях интенсивного роста городов и промышленных центров с целыо определения приоритетности вложения финансовых и материальных ресурсов в улучшение качества окружающей среды.
Поскольку города, и особенно крупные, являются центрами социально-экономической деятельности людей, то именно здесь сосредоточены основные экологические противоречия, требующие незамедлительного решения. Загрязнение атмосферного бассейна в городах в настоящее время достигло значительных масштабов, и уже в начале 70-х годов оно более чем в 10 раз превышало уровень загрязнения его в сельской местности [3]. Так, например, на 1 км2 городской территории в Токио выпадает ежегодно 34 т твердых частиц, в Ныо-Йорке — 30 т, в Рурском промышленном районе ФРГ на каждого жителя приходится 1 т выбрасываемых в атмосферу пыли и других вредных веществ в год [1].
Вследствие поступления в атмосферу городов постоянно растущего объема вредных веществ экономические потери от ее загрязнения увеличиваются с каждым годом. Так, в США размер ущерба оценивается в 15 млрд долларов, в Японии — 200 тыс. иен, в Англии — 250 млн фунтов стерлингов ежегодно [2]. Эти примеры подчеркивают важность указанной проблемы.
Однако в отечественной литературе экономическим вопросам загрязнения окружающей среды промышленными предприятиями, на наш взгляд, уделяется недостаточно внимания. То же можно сказать и о Казахской ССР, несмотря на то что в этой республике сосредоточены предприятия фосфорной, химической промышленности, цветной металлургии.
Поэтому нами был определен экономический ущерб от загрязнения атмосферы городов Усть-Каменогорска, Лени-иогорска и Зыряновска — важных промышленных центров Восточно-Казахстанской области Казахской ССР. Оценка социально-экономического ущерба проводилась на основе определения массы выброса и концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы с учетом природно-климатических условий их распространения и социально-экономических особенностей восприятия реципиентами воздействия загрязнений атмосферы.
Экономическую оценку согласно «Методике оценки социально-экономического ущерба от загрязнения атмосферы
городов и промышленных центров СССР> [3] осуществляли по отношению к базисному (эталонному) городу. Он характеризуется следующими показателями: численностью населения 0,8 млн человек, стоимостью основных промыш-ленно-производственных фондов 3,2 млрд руб. и основных непроизводственных фондов 2,85 млрд руб. Город расположен в районе с природно-климатическими условиями, которые соответствуют потенциалу загрязнения атмосферы в пределах 2,7 усл. ед. имеет плотность населения 48 человек на 1 га и плотность источников выброса вредных веществ 0,06 ед. на 1 га. Величина удельного ущерба от одной тонны условно-эквивалентного вредного вещества (экт) в эталонном городе составляет 0,91 руб/экт.
Изучаемые города характеризуются данными, представленными в табл. 1.
Таблица 2
Исходные данные для определения социально-экономического ущерба от загрязнения атмосферы городов
Показатель Усть-Каменогорск Лениногорск Зы-ряновск
Численность населе-
ния, тыс. 327,80 69,90 55,00
Плотность населения,
чел/га 11 ,40 4,30 4,40
Стоимость промыш-
лен но-производст-
венных фондов,
млрд руб. 1,40 0,30 0,50
Масса выброса, тыс.т:
пыли 5792,00 540,00 6192,00
двуокиси серы 23791,20 1224,00 183,60
окиси углерода 30,98 5,27 0
двуокиси азота 395,00 175,50 0
свинца 12693,30 945,60 0
Концентрация, мг/м3:
пыли 0,20 0,10 0,40
двуокиси серы 0,23 0,05 0,09
окиси углерода 1,20 2,00 0
двуокиси азота 0,06 0,04 0
свинца 1,60 1,40 0
