CC BY
7
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
га
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАЛЫХ КОЛИЧЕСТВ СВИНЦА
И ТЕТРАЭТИЛСВИНЦА В ВОЗДУХЕ И ДРУГИХ СРЕДАХ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
(в связи с применением этилированного бензина)
В. А. Хрусталева
Из Московского научно-исследовательского института санитарии и гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР
Этилированный бензин используется в различных двигателях внутреннего сгорания карбюраторного типа. При нормальной работе двигателя сгорание этилированного бензина сопровождается разрушением молекулы тетраэтиловинца с выделением неорганических соединений свинца, в основном выбрасываемых вместе с выхлопными газами.
Для решения гигиенических вопросов, связанных с применением этилированного бензина, необходимо располагать объективными химическими методами исследования.
В практике санитарной химии для определения малых количеств свинца в воздухе производственных помещений и в атмосферном воздухе применяется нефелометрический метод, основанный на образовании хромата свинца. При определении свинца в воздухе последний аспири-руется через гигроскопическую вату или беззольный фильтр. Затем свинец из фильтра растворяют азотной кислотой, кислоту удаляют выпариванием, сухой остаток обрабатывают смесью ацетата натрия и уксусной кислоты и проводят определение свинца по реакции с хроматом калия.
В ряде случаев отмечались значительные потери свинца, которые, как нами было доказано, происходили за счет неполного извлечения малых количеств его из большой массы фильтрующегося материала. Для устранения потерь целесообразно озолять этот материал, как это рекомендовано при определении марганца, при 400—500°.
Мы провели исследование потерь свинца и его соединений при действии высоких температур. Были взяты наиболее распространенные в практике аналитической химии соединения: йодистый, хлористый, азотнокислый, сернистый, уксуснокислый, сернокислый свинец, окись и двуокись свинца. Опыты проводили с 5—10—20 у свинца; всего было проведено более 500 определений. Указанные соединения подвергали термическому воздействию в течение часа в пределах 400—900° с различными температурными интервалами. Температуру измеряли при помощи термопары. Нами были отмечены потери йодистого, хлористого, уксуснокислого, азотнокислого, сернистого свинца при температуре ниже 550°, потери сернокислого свинца — при 725°, окиси свинца — при 800°; двуокись свинца оказалась практически нелетучим соединением при 400—900°.
Зависимость потерь овинца от температурного воздействия показана на рисунке.
Наиболее термоустойчивыми из всех испытанных соединений являются сернокислый свинец, окись и двуокись свинца, но для аналитических целей более удобно применение сернокислого свинца вследствие простоты его получения.
Экспериментально мы убедились в том, что при определении малых количеств свинца в воздухе целесообразно обрабатывать пробу серной кислотой, затем проводить озоление в муфельной печи при 500—550° в течение 1 — П/г часов, растворять сухой остаток в 3% растворе ацетага аммония и в этой среде проводить определение свинца с хроматом калия. В этих условиях — минимальное количество свинца—0,5—1 у в объеме 1—2 мл. Модифицированный метод определения свинца в воздухе исключает операции извлечения авинца из фильтрующегося материала, что значительно сокращает потери и одновременно ускоряет и уточняет определение.
Для поглощения аэрозоля свинца из воздуха мы применили фильтр марки ФПП-15, который обладает хорошей задерживающей способностью. Наблюдения показали, что этот фильтр, как и другие фультрующие материалы (гигроскопическая вата, беззольные фильтры), можно подвергать обработке серной кислотой и озолению, при этом в среднем ошибка определения свинца не превышает 5%. Испытание данного фильтра при взятии свинца из атмосферного воздуха дало положительные результаты.
Для установления загрязнения воздушной среды тетраэтиловинцом и свинцом от выхлопных газов автотранспорта, работающего на этилированном бензине, было проведено определение этих веществ в выхлопе автомашин. Специальное испытание двигателей проводилось совместно с Научно-исследовательским институтом автомоторостроения. Тетраэтил-свинец определяли в выхлопных газах двигателя типа «Победа» (установленного на стенде) при различных режимах работы мотора. Тетра-этилсвинец поглощался этиловым спиртом, помещенным в поглотительные трубки системы прибора Гернет. Анализ проводили хроматным и ди-тизоновым методом. При всех режимах работы двигателя тетраэтилсви-нец не был обнаружен. Одновременно было установлено, что содержание в выхлопных газах кислорода, водорода, углекислого газа и окиси углерода не меняется, а остается тем же, что и при применении бензина без добавления тетраэтилсвинца, но в первом случае в выхлопе содержится значительное количество неорганических соединений свинца. В воздухе гаражей и автопарков, в автобусах, где имеет место выделение газов, тетраэтилсвинец не был обнаружен.
Следует отметить, что в литературе по вопросу об определении неорганических соединений свинца в выхлопных газах автотранспорта имеются разноречивые данные. Например, 3. Г. Вольфсон (1950) указывает на наличие неорганических соединений свинца в выхлопе машины ГАЗ-АА в количестве около 8—10% от количества свинца, находящегося в этиловой жидкости на 1 кг бензина. По данным А. М. Шимановича (1952) и М. К. Недогибченко (1958), из системы двигателя ¡выбрасывается 40% свинца; по данным Джеклина (ЛесНп, 1955), выброс неорганических соединений свинца составляет до 90°/о.
Исследования показали, что в выбросе автомашины ГАЗ-51 содержится 64—81% свинца. Испытание проводили на двигающейся машине; для отбора проб выхлопная труба была выведена в кузов. Отбор проб осуществляли на трех режимах работы двигателя: на холостом ходу и скоростях 15 и 30 км/час. Пробы отбирали вакуумным и обменным способами. Оказалось, что средний выброс свинца одной автомашиной ГАЗ-51 в час составляет 1,4 г. При определении свинца в воздухе гаражей и автобаз, в автобусах было установлено содержание его до 0,1 мг/м3.
т°500° боо° 7оо° 8оо° т
Потери свинца при действии высоких температур на различные его соединения.
в атмосферном воздухе на магистралях с движением. В 74 среднесуточных пробах,
Таблица 1
Определение тетраэтилсвинца и свинца (в у) в смывах с рук рабочих, производящих ремонт двигателей внутреннего сгорания
Указанный метод был также применен для установления среднесуточных концентраций свинца интенсивным автомобильным отобранных в атмосферном воздухе Тулы, количество свинца колебалось от 0,1 до 6,9 у/м3.
Органы санитарного надзора не только проводят контроль состояния воздушной среды, но и изучают условия труда рабочих, производящих ремонт двигателей, работающих на этилированном бензине. В этом случае детали двигателя бывают загрязнены тетраэтилсвинцом, смазочным маслом и нагаром, в состав которых входят неорганические соединения свинца, осевшие на деталях двигателя после сгорания тетраэтилсвинца. Наибольшее значение имеет тет-раэтилсвинец, так как он растворим в жирах и липоидах и свободно проникает в организм через кожные покровы. В связи с этим проводят контроль кожных покровов обслуживающего персонала на загрязненность их тетраэтилсвинцом.
Как показали наши
Таблица 2
Определение тетраэтилсвинца в бензинах до и после разрушения смолистого остатка
Суммарное содержание свинца и тетраэтилсвинцажв пересчете Фактическое содержание
на свинец на тетраэтилсвинец свинца тетраэтилсвинца
16 24,9 8 12,6
10 15,6 5,6 6,9
52 81,1 28 37,4
80 124,8 20 93,6
120 187,2 70 7,8
2 100 3 276 290 2 830
100 156 25 120
2 3,12 2 Не обнаружено
6 3,36 6 » »
4 6,2 4 » »
наблюдения, в смывы при обработке этиловым спиртом попадают тетраэтил-свинцовые и неорганические соединения свинца, растворимые в смазочном масле, что ведет к завышенным данным о содержании тетраэтилсвинца, так как тетраэтилсвинец и свинец определяют одним методом. Только при раздельном определении свинца и тетраэтилсвинца в смывах могут быть получены данные, свидетельствующие о загрязнении кожных покровов тетраэтилсвинцом.
Предложенный нами метод раздельного определения тетраэтилсвин-и свинца в смывах основан на определении общего количества свинца, удалении тетраэтилсвинца и определении остаточного количества свинца (табл. 1).
Установлено, что применение этилированного бензина может вести за собой попадание тетраэтилсвинца в керосин и бензин, которые используются в качестве растворителей. Эти растворители также должны контролироваться на содержание в них тетраэтилсвинца.
Химический состав бензина играет большую роль при определении малых количеств тетраэтилсвинца. Определению мешают непредельные
Получено тетраэтилсвинца
Сорт бензина Взято тетраэтилсвинца (в Т) до разрушения смолистого остатка в смолистом' остатке после его разрушения
Т % Т %
Б-70 6 100 5 620 92,1 250 4,1
780 720 92,3 20 2,6
Автомобиль- 6 100 2 800 45,9 2 850 46,7
ный 780 140 17,9 560 71,7
670 60 9 530 79,1
390 80 20,5 300 76,9
ца
соединения, которые в значительных количествах содержатся в низкосортных нефтепродуктах. При разрушении тетраэтилсвинца в бензинах,, содержащих непредельные соединения, происходит образование смолистых веществ, обволакивающих кристаллы солей свинца, что мешает их извлечению. В этих случаях необходимо применять разрушение органической части.
Для определения малых количеств тетраэтилсвинца во всех сортах бензина и керосина нами предлагается новый метод, основанный на разложении тетраэтилсвинца йодом, удалении растворителя, разрушении смолистого остатка серной кислотой с последующим озолением органической части при 500—550°. В табл. 2 представлены некоторые данные определения тетраэтилсвинца в бензине.
Выводы
1. Предложен новый метод обработки проб при определении малых количеств свинца в ряде сред. Он основан на переводе свинца в нелетучее соединение—сернокислый свинец — с последующим озолением органической части при температуре не выше 700°.
2. Разработанный метод положен в основу определения свинца в воздухе, тетраэтилсвинца в бензинах и использован для раздельного определения свинца и тетраэтилсвинца в смывах.
ЛИТЕРАТУРА
Вольфсон 3. Г. Влияние выхлопных газов автотранспорта на здоровье населения и профилактические мероприятия. Дисс. докт. М., 1950. — Недогибчен-к о М. К. Гиг. и сан., 1958, № 8, стр. 6. — Хрусталева В. А. Там же, 1951. № ¡О. стр. 53. — Она же. Информ. бюлл. Московск. научно-исслед. ин-та сан. и гиг., 1957, № 8, стр. 3. — Шиманович А. М. Отопление и вентиляция гаражей. М., 1952.— Jeclin L., Schweiz, med. Wschr., 1955, Bd. 85, S. 685.
Поступила 19/11 1959 г
т5г ir т!г
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАЛЫХ КОЛИЧЕСТВ ФЕНОЛА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОДАХ
Кандидат химических наук Ф. Г. Дятловицкая Из Украинского научно-исследовательского института коммунальной гигиены
Существуют два колориметрических метода определения фенолов — метод диазотирования и определение с 4-аминоантипирином. Определение фенолов с диазогированным паранитроанилином (или с диазотиро-ванной сульфаниловой кислотой) не является специфичным, так как в производственных сточных водах сочетаться с диазосоединениями могут не только амины, фенолы, но и эфиры фенолов, а также многие ненасыщенные углеводороды жирного и ароматического ряда. Таким образом, даже при предварительной отгонке фенолов из кислой среды определение их методов диазотирования может давать завышенные результаты. Определение становится совсем ненадежным в тех случаях, когда содержание фенолов в сточных водах значительно меньше, чем других органических соединений (например, сточные воды, выходящие из обесфе-ноливающих установок, и т. д.).
В настоящее время за рубежом и в нашей стране применяется новый метод определения фенолов с 4-аминоантипирином. Он основан на том.
