CC BY
15
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 577.11 +614.72J:[540.49:343
МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РТУТИ В БИОЛОГИЧЕСКОМ МАТЕРИАЛЕ И ВОЗДУХЕ
В. А. Дроженников
Отдел профилактического питания Института питания АМН СССР, Москва
В связи с широким использованием металлической ртути и ее соединений в ряде важных отраслей промышленности и сельского хозяйства большое значение приобретают методы обнаружения этого элемента в биологическом материале и воздухе. В нашей стране применяют визуальный метод определения ртути при помощи реактива Полежаева (Н. Г. Полежаев; «Методическое руководство по определению микрокомпонентов...»), а за рубежом—дитизоновые методы определения тяжелых металлов и ртути (Г. Иванчев; Е. Б. Сендэл; Barnes), которые нашли у нас распространение главным образом в геохимии. Эти методы дают возможность объективно с помощью спектрофотометра или колориметра исследовать малые количества ртути.
Взяв за основу дитизоновый метод Fabre и сотрудников, мы модифицировали его, использовав для колориметрирования исследуемых растворов дотоспектроколориметр ФЭК-Н-57 с оптическими приставками и микрокюветами, предложенными А. А. Покровским. Это позволило, отказавшись от колориметрирования способом сравнительного титрования, значительно ускорить колориметрирование исследуемых растворов и добиться серийного проведения анализов при сохранении высокой чувствительности и необходимой точности. Ускорение колориметрирования приобретает серьезное значение в связи с тем, что растворы дитизона обладают большой чувствительностью к свету (Simonsen).
В результате замены сравнительного титрования колориметрирова-нием на фотоколориметре и построения калибровочных кривых отпала необходимость применения стандартных растворов ртути для титрования, что особенно важно, если учесть их малую стабильность. В то же время внесенные изменения не усложняют анализа. Так, экстракцию ртути после минерализации проводят непосредственно в кьельдалевс-ких колбах или в пробирках с притертыми пробками, исключив использование для этих целей делительных воронок (экстракты ртути отбирают в микрокюветы без предварительного отделения органической фазы от водной).
Во время анализа следует обратить особое внимание на процесс минерализации, с которым могут быть связаны основные потери ртути. Наиболее пригодным можно считать перманганатный способ минерализации, поскольку некоторые авторы отмечают возможность потерь ртути при использовании смеси кислот (А. В. Степанов; Barrett; Si-
4*
51
гпопвеп). Выбор способа минерализации биологического материала, а также некоторые изменения конструкции холодильников (увеличение их длины до 30 см и использование «ловушек») и колб (удлинение их горла
цо 16 см), показанные на рис. 1 и 2, позволили практически избежать потерь ртути, часто наблюдающихся при увеличении времени минерализации.
Данные, полученные в результате определения известных количеств ртути описанным ниже методом, представлены в таблице. Для этого к 9 навескам сырой печеночной ткани (вес каждой навески около 1 г) добавляли по 5 мкг ртути (в составе Н§С12) и проводили минерализацию взятого биологического материала. Время минерализации увеличивали до 5 часов.
Анализ полученных данных свидетельствует о фактическом отсутствии потерь ртути в процессе минерализации биологического материала (за исключением проб № 3 и 9, в которых наблюдались
в
Рис. 1. Колба с обратным водно охлаж да ю-щим холо дильником. а — холодильник; б — «ловушка»; в — кьельд алев-ская колб:1 емкостью 75 мл с удлиненным горлом.
1-ис. 2. Схематическое изображение штатива для встряхивания с 2 рядами пробирок.
Определение ртути в контрольных пробах
а
В к а» те та о о о н
о.
О 5 I- в-О X
= £ з!
Проба н а 1« н о. X * £2
= § О О X
II II Н щ г4 О Ч О.
в мкг
1 5,0 4,5 —0,5
2 5,0 5,5 +0,5
3 5,0 4,4 —0,6
4 5,0 5,2 +0,2
5 5,0 5,5 +0,5
6 5,0 5,5 +0,5
7 5,0 4,9 —0,1
8 5,0 5,2 +0,2
9 5,0 4,3 —0,7
10 0 0 0
незначительные потери ртути, возможно, в результате бурной реакции). Изменения, внесенные в метод, позволяют определять ртуть с чувствительностью до 0,1 мкг; относительная ошибка метода составляет ±10%.
Предложенный метод дает возможность проводить серийное определение ртути в биологическом материале и воздухе.
Дитизоновый метод основан на способности дифенилтиокарбазона (дитизона) реагировать с тяжелыми металлами, образуя окрашенные внутрикомплексные соединения (ди-тизонаты), хорошо растворимые в органических растворителях. Разбавленные растворы дитизона в хлороформе и четыреххлористом углероде окрашены в голубовато-зеленый цвет, а растворы дитизоната ртути в тех же растворителях — в оранжево-желтый. Используя метод смешанной окраски, при котором избыток дитизона остается в органическом растворителе вместе с дитизонатом ртути,
можно по способу стандартных серий, а также при помощи фотоколориметра или спектрофотометра определять малые количества ртути (да 0,1 мкг).
Необходимое оборудование следующее:
1. Фотоэлектроколориметр ФЭК-Н-57 с оптическими приставками и микрокюветами по А. А. Покровскому.
2. Кьельдалевские колбы емкостью 75 мл с обратными холодильниками, имеющими в основании «ловушки» (дефлегматор со свободно перемещающимся внутри стеклянным шариком).
3. Пробирки с притертыми пробками.
4. Штатив для встряхивания пробирок (см. рис. 2).
Рекомендуется использовать посуду из стекла «пирекс», которое обладает меньшими адсорбционными свойствами, чем обычное стекло («Методическое руководство по определению микротсомпонентов...»; Е. Б. Сендэл).
Посуду, вымытую обычными механическими и химическими средствами, дополнительно промывают горячей азотной кислотой (1:2) и затем ополаскивают бидистилли-рованной водой (Weber и сотрудники).
Необходимы следующие реактивы (Fabre и сотрудники): 50% серной кислоты; марганцовокислый калий кристаллический; гидроксиламин солянокислый (насыщенный раствор); 10% раствор мочевины; 50% раствор ацетата натрия; 2,5% раствор трилона «Б»; 10% щавелевой кислоты; хлороформ; дитнзон.
Основной раствор дитизона готовят растворением 10 мг очищенного дитизона в 30 мл хлороформа. Он годен в течение года при хранении в холодном и темном месте.
Рабочий раствор дитизона 1 (0,002%) готовят разбавлением основного раствора хлороформом приблизительно в 16 раз с последующим доведением экстинкции его точно до 0,32. Он стоек в течение месяца при хранении в холодном и темном месте. Экстинкция раствора должна быть строго постоянной и равной приведенной величине при колориметрировании на фотоэлектроколориметре ФЭК-Н-57 с фильтром № 8.
Рабочий раствор дитизона 2 (0,0005%) готовят соответствующим разбавлением рабочего раствора 1 хлороформом с последующим доведением экстинкции его точно до 0,29. Он стоек в течение суток при хранении в холодном и темном месте. Экстинкция раствора должна быть строго постоянной и равной указанной величине при колориметрировании на фотоэлектроколориметре ФЭК-Н-57 с фильтром № 7. Перед использованием необходимо проверять оптическую плотность рабочих растворов 1 и 2, так как при стоянии интенсивность их окраски уменьшается.
Необходимы следующие стандартные растворы ртути: основной, 1 и 2. Основной: раствор ртути готовят путем растворения 500 мг очищенной металлической ртути в 10 мл азотной кислоты при 50—70° и объем доводят до 500 мл (Ю. В. Карякин и И. И. Ангелов; Simonsen). Стандартный раствор ртути 1 готовят разведением основного раствора в 1000 раз; 1 мл раствора содержит 1 мкг ртути; раствор подкисляют концентрированной азотной кислотой до pH 1,5. Стандартный раствор ртути 2 готовят разведением раствора 1 в 10 раз; 1 мл раствора содержит 0,1 мкг ртути, раствор подкисляют концентрированной азотной кислотой до pH 1,5. Растворы 1 и 2 готовят непосредственно перед использованием.
Нужна также вода бидистиллированная.
Дитизон очищают по методу Марковой, предложившей добавлять при очистке его в качестве восстановителя аскорбиновую кислоту. Хлороформ вполне пригоден к употреблению без очистки, если рабочий раствор дитизона 2 не меняет голубовато-зеленой окраски в темном месте в течение нескольких часов (Fabre и соавторы; Simon-sen). Пожелтение раствора указывает на присутствие в хлороформе примесей, окисляющих дифенилтиокарбазон до дифенилтиокарбодиазона. В этом случае хлороформ подлежит очистке двойной перегонкой (Е. Б. Сендэл).
Для определения концентраций ртути в воздухе строится калибровочная кривая № 1 (рис. 3). Используя стандартный раствор ртути 1, готовят шкалу, состоящую из серии эталонов с содержанием от 1 до
10 мкг элемента. Для этого в пробирки последовательно помещают от
1 до 10 мл стандартного раствора ртути 1, добавляют по 1,5 мл рабочего раствора дитизона 1 и интенсивно встряхивают в темноте в течение
2 мин. После разделения слоев правую микрокювету опускают в хлороформный слой и отобранный в нее раствор колориметрируют на фо-тоэлектроколориметре ФЭК-Н-57 с фильтром № 8. Оптическую плотность растворов измеряют по отношению к воде (левая микрокювета).
Концентрации ртути в биологическом материале определяют при помощи калибровочной кривой № 2 (рис. 4). Для построения кривой готовят шкалу, используя стандартный раствор ртути 2, рабочий раствор дитизона 2, добавляемый в количестве 0,45 мл. Калибровочная кривая позволяет определять ртуть в концентрациях от 0,1 до 1 мкг.
Ход анализа следующий. Непосредственному определению ртути предшествует минерализация биологического материала. Сырую ткань в количестве 200—300 мг и более помещают в кьельдалевскую колбу (емкостью 75 мл), содержащую 2 мл 50°/о раствора серной кислоты. Колбу соединяют с обратным холодильником и нагревают до кипения при постоянном взбалтывании. Через 40 мин. нагревание прекращают, раствор охлаждают до 10—15° и, сняв холодильник, добавляют 1,5 г перманганата калия, после чего раствор снова доводят до кипения; при отсутствии сильного вспенивания оставляют кипеть 2—3 часа. По истечении этого времени, если раствор сохраняет темно-коричневую окраску, нагревание прекращают и раствор охлаждают до 10—15°. Не снимая холодильника, в колбу добавляют 1 мл гидроксиламина солянокислого и несколькими миллилитрами бидистиллированной воды смывают остатки его в колбу. Если раствор в течение 2—3 часов кипения обесцветится или просветлеет, то добавляют при охлаждении 0,5 г перманганата калия и повторяют нагревание, как указано выше.
После добавления гидроксиламина минерализат должен быть бесцветным, если сжигание доведено до конца. К полученному минерали-зату добавляют 2 мл 10% раствора мочевины, 1 мл 2,5% раствора три-лона «Б» и 3 мл 10% раствора щавелевой кислоты. Доводят pH раствора до 1,5, прибавляя по каплям 50% раствор ацетата натрия. Уровень жидкости в колбе доводят до метки (75 мл), раствор перемешивают и в случае присутствия жиров фильтруют (Cholak и сотрудники; Laug и сотрудники; Simonsen). Аликвотные части раствора помещают в пробирки и дальнейшее определение проводят так, как указано выше (при построении калибровочной кривой № 2).
■ ■ • ■ ............... I. . I , . 1 ■ 11 л 1
0.03 0.09 0.15 O.Z1 QZ7 О.ЗЗ Зкстинкция
0.01 о.об 0.12 о.18 агь о.зо Эксгинкция
Рис. 3. Калибровочная кривая № I.
Рис. 4. Калибровочная кривая № 2.
Определение ртути в воздухе производят следующим образом (Е. Б. Сендэл; Gage). Исследуемый воздух пропускают со скоростью 1,5—2 л/мин через 2 последовательно соединенных сосуда с поглотительной смесью, состоящей из 50% раствора серной кислоты и 6% раствора марганцовокислого калия (в первом сосуде—1,5 мл раствора серной кислоты и 5 мл раствора перманганата калия, во втором — 0,5 мл раствора серной кислоты и 3 мл раствора перманганата калия). По окончании пропуска воздуха через поглотительную смесь растворы из сосудов переносят в мерную колбу, обесцвечивают 1 мл гидроксил-амина солянокислого и добавляют реактивы, как при определении ртути в биологическом материале. Дальнейшее определение производят, как при построении калибровочной кривой № 1.
Л ИТЕРАТУРА
Иванчев Г. Дитизон и его применение. М., 1961, с. 179.— Каря кии Ю. В., Ангелов И. И. Чистые химические реактивы. М., 1955, с. 455. — Маркова А. И. Заводская лаборат., 1958, № 9, с. 1069. — Методическое руководство по определению микрокомпонентов в природных водах при поисках рудных месторождений. М., 1961, с. 120. — Полежаев Н. Г. Гиг. труда, 1933, № 5—6, с. 159. — Покровский А. А. В кн.: Химические основы процессов жизнедеятельности. М., 1962, с. 274. — Покровский А. А. (ред.) Руководство по изучению питания и здоровья населения. М., 1964, с. 87. — Степанов А. В. Судебная химия. М., 1951, с. 127; 185. — Barnes H., Analyst., 1947, v. 72, p. 469.—Barrett F. R„ Ibid., 1956, v. 81, p. 294, —Chol ak J., Hubbard D. At., Industr. Eng. Chem. Analyt. Ed., 1946, v. 18, p. 149, —Fab re R., Truhaut R., Boudéne Cl., Ann. Biol, clin., 1958. v. 16, p. 286. - Gage J. C, Brit. J. Industr. Med., 1961, v. 18, p. 287. — L a u g E. P., Nelson K. W„ J. Ass. off. agrie. Chem., 1942, v. 25, p. 399. — Сендэл E. Б. Колориметрические методы определения следов металлов. M., 1964, с. 559. — Simonsen D. G., Am. J. clin. Path., 1953, v. 23, p. 789. — W e b e г О. A., V о 1 о d e г K-, Arh. Mig. Rada, 1957, т. 8. с. 235.
Поступила 19/11 1966 г.
УДК 614.31:613.287.58
МЕТОДИКА УСКОРЕННОГО КОНТРОЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕТСКИХ МОЛОЧНЫХ СМЕСЕЙ
И. И. Добросердова Кафедра гигиены питания Иркутского медицинского института
Выпускаемая молочными кухнями продукция должна иметь определенный химический состав, хорошие вкусовые качества и быть безупречной в бактериологическом отношении. Это достигается соблюдением рецептуры, технологии приготовления продукции и санитарного режима на производстве. Между тем на практике пищевые смеси одного наименования, приготовленные в различных кухнях и даже в одной и той же кухне, но в различные смены, имеют иногда неодинаковый химический состав и потому обладают различной пищевой ценностью. Нами установлены, например, следующие отклонения в составе смеси В-рис, приготовленной в молочных кухнях: сухой остаток — от 8 до 13,9%, белок —от 1,78 до 2,63%, жир — 1,7—2,3% и углеводы — 4— 9%. Подобные отклонения обусловлены нарушением рецептуры и технологии приготовления, а также отсутствием бракеражных комиссий на молочных кухнях и недостаточностью лабораторного контроля со
