ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ТУАЛЕТНОМ МЫЛЕ ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЕЙ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ТУАЛЕТНОМ МЫЛЕ

ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЕЙ

Матвейко Николай Петрович

доктор хим. наук, профессор

Брайкова Алла Мечиславовна

кандидат хим. наук, доцент

Садовский Виктор Васильевич

доктор тех. наук, профессор Белорусский государственный экономический университет

г. Минск

DETERMINATION OF HEIVY METALS IN THE TOILET SOAP BY STRIPPING VOLAMMETRY

Matveiko Nikolai Dr. of chem. sciences, professor

Braykova Alla Candidate of chem. sciences, associate professor

Sadovsky Viktor Dr. of technical sciences, professor, Belarussian State Economic University, Minsk АННОТАЦИЯ

Методом инверсионной вольтамперометрии установлено, что во всех изученных образцах туалетного мыла содержаться Zn, Pb, Cu и Hg. Причем содержание Zn превышает содержание других тяжелых металлов в десятки и даже сотни раз. Кадмий в незначительных количествах обнаружен только в двух изученных образцах туалетного мыла. ABSTRACT

By stripping voltammetry method it was established that all studied samples of a toilet soap contain Zn, Pb, Cu and Hg. And the maintenance of Zn exceeds the content of other heavy metals in tens and even hundreds of times. Cadmium in insignificant quantities is found only in two studied samples of a toilet soap.

Ключевые слова: туалетное мыло; тяжелые металлы; определение; инверсионная вольтампероме-трия.

Keywords: toilet soap; heavy metals; determination; stripping voltammetry.

Мыло - одно из самых распространенных средств гигиены, оно занимает значительную часть рынка моющих средств [1,2]. По данным исследований, мылом пользуются 98% россиян. Установлено, например, что в 2010 в России годовое потребление туалетного мыла на душу населения составляло около 0,8 кг, а общий объем потребления - более 113 тыс. тонн [1,2].

Твердое туалетное мыло в Республике Беларусь подлежит обязательному подтверждению соответствия требованиям технических нормативных правовых актов (ТНПА) [3-5]. Согласно ТНПА эта продукция должна соответствовать показателям гигиенической безопасности, важнейшим из которых является содержание тяжелых металлов [4,5]. Содержание тяжелых металлов в твердом туалетном мыле общего применения не должно превышать, мг/кг: мышьяк - 5,0; ртуть - 1,0; свинец - 5,0, а в детском мыле - мышьяк - 2,0; ртуть - 0,5; свинец - 2,0 [4]. По данным СанПиН 1.2.681-97 РФ мышьяк, ртуть и свинец в твердом туалетном мыле вообще должны отсутствовать [5]. Несмотря на то, что содержание меди, цинка и кадмия в твердом туалетном мыле не регламентируется, но при производстве мыла используют различное сырье природного и синтетического происхождения, которое может содержать

соединения этих металлов. В этой связи представляло интерес изучить содержание тяжелых металлов (Zn, Cd, Pb, Cu и Hg) в различных марках туалетного мыла.

Цель работы - методом инверсионной вольтамперометрии определить содержание Zn, Cd, Pb, Cu и Hg в образцах твердого туалетного мыла отечественных и зарубежных производителей.

Методика эксперимента

Необходимые для исследования растворы готовили из реактивов марки «ХЧ» на дважды перегнанной дистиллированной воде (бидистилляте).

Все значения электродных потенциалов в статье приведены по отноше-нию к хлорсеребряному электроду сравнения в 1М растворе хлорида калия.

В качестве объектов исследования выбраны следующие образцы туалетного мыла отечественных и зарубежных производителей: №1 - липовый цвет, марка «Ординарное» по ГОСТ 28546; №2 - жасмин, марка «Ординарное» по ГОСТ 28546; №3 - ваш малыш, марка «Экстра» по ГОСТ 28546; №4 - земляничное, марка «Ординарное» по ГОСТ 28546; №5 - NIVEA, крем-мыло; №6 - PALMOLIVE, крем-мыло; №7 - FAX HAPPY HOME, крем-мыло; №8 - CAMAY, ТУ 24.532509841004.

Для подготовки проб твердого туалетного мыла применяли двухкамер-ную программируемую печь марки ПДП - 18М. Подготовку проб туалетного мыла проводили на основе методики подготовки проб пищевых жиров и масел, описанной в работе [6], методом мокрой минерализации. Подготовленную пробу растворяли фоновым электролитом (0,35 М раствором муравьиной кислоты).

Содержание Zn, Cd, РЬ и Си в образцах мыла определяли методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторе вольтамперометрическом марки ТА-4. Индикаторным электродом служила амальгамированная серебряная проволока, электродом сравнения и вспомогательным электродом - хлорсеребряный электрод. Условия проведения анализа и состав фонового электролита определяли отдельными исследованиями. Установлено, что электрохимическую очистку индикаторного электрода целесообразно осуществлять в течение 20 с попеременной анодной и катодной поляризацией при потенциале +100 и -1120 мВ соответственно. Накопление металлов на поверхности индикаторного электрода при потенциале -1350 мВ в течение 20-40 с (время зависит от концентрации металлов в растворе). Успокоение раствора при потенциале -1150 мВ в те-чение 10 с, а развертку потенциала со скоростью 80 мВ/с на фоне 0,35 М водного раствора муравьиной кислоты в интервале потенциалов от -1150 до + 100 мВ.

Определение Zn, Cd, РЬ и Си проводили методом добавок с использованием стандартного раствора, содержащего по 2 мг/дм3 каждого металла, который готовили на основе государственных стандартных образцов (ГСО) и бидистиллята. Расчет содержания тяжелых металлов в пробах мыла выполняли по разности вольтамперных кривых пробы и фона, пробы с добавкой стандартного раствора и фона с помощью программы "VALabTx" и персональной ЭВМ.

Анализ образцов мыла на содержание ртути проводили инверсионной вольтамперометрией на анализаторе марки АВА-3 с применением вращающегося углеситаллового индикаторного электрода, хлорсере-бряного электрода сравнения и платинового вспомогательного электрода. Анализ проб на содержание ртути

■1

выполняли, используя условия, описанные в работе [7], на фоне 0,4 М раствора H2SO4, содержащего 0,1 моль/дмЗ ^03 и 0,001 моль/дмЗ динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б). Скорость развертки потенциала 5 В/с. Содержание ртути в ячейке определяли методом добавок с использованием стандартного раствора ртути концентрацией 2 мг/ дм3, приготовленного из оксида ртути (II) марки «чда» и 0,05 М водного раствора H2S04. Расчет количества ртути в 1 кг мыла проводили по разности вольтампер-ных кривых пробы и фона, пробы с добавкой стандартного раствора и фона с помощью специализированной компьютерной программы, разработанной производителем анализатора АВА-3 («Буревестник» г. Санкт-Петербург).

Каждую пробу на содержание Zn, Cd, РЬ, Си и Нд анализировали не ме-нее 4 раз.

Все результаты обрабатывали методом математической статистики, рас-считав относительные стандартные отклонения ^г) и интервальные значения (±Дх) содержания Zn, Cd, РЬ, Си и Нд в туалетном мыле [8].

Результаты и их обсуждение

На рис. 1 представлены примеры вольтамперных кривых, полученных при определении содержания Zn, Cd, РЬ и Си в пробе туалетного мыла №1 (Липовый цвет).

Видно, что на вольтамперной кривой фонового электролита пики тока отсутствуют, что свидетельствует об отсутствии в нем Zn, Cd, РЬ, Си. При анализе пробы туалетного мыла №1 на вольтамперной кривой появляется четкий пик тока в области потенциалов -1 ^ -0,7 В и проявляются небольшие токи в области потенциалов: -0,40 , -0,30; -0,40 , +0,40 В. Эти токи свидетельствуют о присутствии в образце туалетного мыла №1 Zn, РЬ, Си соответственно. После добавления к пробе туалетного мыла №1 стандартного раствора, содержащего по 2 мг/дм3 каждого из определяемых металлов, пики тока окисления Zn, РЬ и Си увеличиваются, и появляется пик тока окисления Cd, что обусловлено увеличением концентрации этих металлов в растворе электролита.

Е, В

Рисунок 1. Анодные вольтамперные кривые: 1 - фонового электролита (0,35 М водный раствор муравьиной кислоты); 2 - пробы образца туалетного мыла №1 (Липовый цвет); 3 - пробы образца туалетного мыла №1 с добавкой стандартного раствора, содержащего по 2 мг/дм3 Zn, Cd, РЬ, Си.

Аналогичные анодные вольтамперные кривые за- По разности вольтамперных кривых пробы и фона, регистрированы для проб всех исследованных наиме- пробы с добавкой стандартного раствора и фона с нований твердого туалетного мыла. помощью специализированной компьютер-ной про-

граммы "VALabTx" рассчитано содержание каждого металла (в пересчете на 1 кг мыла) в образцах всех исследованных наименований туалетного мыла. Полученные на основании анализа после мокрой минерализации образцов проб туалетного мыла интервальные значения содержания Zn, Cd, РЬ, Си и относительные стандартные отклонения представлены в таблице.

На рис. 2 приведены кривые разности вольтампер-ных кривых пробы и фонового электролита, а также пробы с добавкой стандартного раствора и фонового электролита, зарегистрированные с помощью анализатора марки АВА-3 при анализе образца мыла № 2 (Жасмин) на содержание ртути Нд.

Видно, что в интервале потенциалов от -0,58 до -0,10 В на кривой разности анодной вольтамперной кривой пробы мыла № 2 и фонового элек-тролита (кривая 1) имеется хорошо выраженный максимум тока окисления, свидетельствующий о присутствии в пробе

I,

шкА

22

18

12

ртути. При введении в анализи-руемую пробу добавки стандартного раствора ртути, максимум анодного тока пропорционально увеличивается (кривая 2), что указывает на увеличение концентрации ртути в растворе. Аналогичный характер изменения кривых разности анодных вольтамперных кривых пробы мыла и фонового электролита, а также пробы мыла с добавкой стандартного раствора ртути и фонового электролита наблюдается для всех исследованных наименований твердого туалетного мыла. На основании совокупности зарегистрированных вольтамперных кривых с помощью комплексной специализированной компьютерной программы, разработан-ной производителем анализатора АВА-3, рассчитано содержание ртути во всех исследованных образцах мыла. Интервальные значения содержания ртути в образцах мыла, а также относительные стандартные отклонения представлены в таблице.

-Оу8 0,4 О Е, В

Рисунок 2. Анодные вольтамперные кривые разности: 1 - пробы мыла №2 (Жасмин) и фонового электролита; 2 - пробы мыла №2 с добавкой стандартного раствора ртути концентрацией 2 мг/дм3 и фонового электролита.

Из таблицы видно, что во всех образцах изученных наименований туалетного мыла содержатся Zn, Pb, Cu и Hg. При этом больше всего в мыле содержится цинка (от 21±0,4 мг/кг для образца № 8 CAMAY до 67±0,8 мг/ кг для образца № 5 NIVEA). По сравнению с цинком содержание Pb, Cu и Hg значительно меньше: в 40160; в 16-72; в 24-390 раз соответственно. При этом наибольшее содержание Pb характерно для образца №6 (крем-мыло PALMOLIVE) (1,6±0,06 мг/кг). В образце мыла №8 CAMAY содержание Pb наименьшее: 0,3±0,01 мг/кг. Следует отметить, что количество свинца в исследованных образцах мыла более чем в 3 раза

Содержание Zn, Cd, Pb, Cu и Hg в

меньше регламентируемой величины [4].

Содержание меди в исследованных образцах мыла невелико. При этом больше всего меди содержится в образце мыла №1 Липовый цвет (3,42±0,095 мг/ кг) а меньше всего - в образце мыла №6 PALMOLIVE (0,47±0,023 мг/кг).

Достаточно большое количество ртути содержится в образцах мыла №2 Жасмин, №5 NIVEA и №7 FAX HAPPY HOME (мг/кг): 1,82±0,061; 1,24±0,038; 1,52±0,055 соответственно. Причем содержание ртути в этих об-разцах мыла в 1,8 - 1,2 раза больше регламентируемого СанПиН № 130-А РБ [4].

Таблица

мг на 1 кг твердого туалетного мыла

№ образца Содержание металла, мг/кг

Zn Sr, % Cd Sr, % Pb Sr, % Cu Sr, % Hg Sr, %

1 55±0,8 1,1 нет - 1,4±0,05 2,7 3,42±0,095 2,0 1,06±0,038 2,6

2 45±0,7 1,2 нет - 1,2±0,05 2,8 1,82±0,061 2,4 1,82±0,061 2,4

3 40±0,7 1,3 нет - 0,9±0,04 3,1 0,73±0,033 3,3 0,77±0,042 3,2

4 63±0,9 1,0 нет - 0,7±0,03 3,3 0,87±0,037 3,1 0,16±0,006 2,8

5 67±0,8 0,9 0,0110±0,0007 4,9 0,4±0,02 3,6 1,39±0,052 2,7 1,24±0,038 2,3

6 39±0,7 1,3 нет - 1,6±0,06 2,5 0,47±0,023 3,5 0,27±0,014 3,0

7 38±0,7 1,3 нет - 1,2±0,05 2,8 1,84±0,061 2,4 1,52±0,055 2,6

8 21±0,4 1,4 0,0170±0,0008 4,7 0,3±0,01 3,6 0,67±0,031 3,3 0,98±0,038 2,8

Что касается кадмия, то этот металл в незначительных количествах обна-ружен лишь в образцах мыла № 5 NIVEA и № 8 CAMAY: 0,0110±0,0007 и 0,0170±0,0008 мг/кг соответственно.

Выводы

1. Во всех изученных образцах туалетного мыла содержаться Zn, Pb, Cu и Hg, причем содержание Zn превышает содержание других тяжелых металлов в десятки и даже сотни раз.

2. Содержание Pb в изученных образцах туалетного мыла более чем в 3 раза меньше регламентируемой СанПиН № 130-А РБ величины.

3. Содержание Hg в образцах туалетного мыла Жасмин, NIVEA и FAX HAPPY HOME в 1,8 - 1,2 раза больше регламентируемого СанПиН № 130-А РБ.

4. Кадмий лишь в незначительных количествах обнаружен только в двух изученных образцах туалетного мыла: NIVEA и CAMAY.

Список литературы

1. Российский рынок твердого мыла. М. 2010. 26 с.

2. Обзор российского рынка растительного масла. [Электронный дос-туп]. - 2010. Режим доступа: www. marketcenter.ru/.../document_r_57ed7a16-4028-4c82-a9b4-c7fbfc517db0.html - Дата доступа: 11.12.2014.

3. Мыло туалетное. Общие технические условия. ГОСТ 28546-2002. - Введ. 06.11.2002 - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. 2002. - 11 с.

4. Гигиенические требования к безопасности парфюмерно-косметической продукции, ее производству и реализации: СанПиН № 130-А РБ. - Введ. 16.09.2008.

- Минск: ГУРНПЦ РБ, 2008. - 114 с.

5. Гигиенические требования к производству и безопасности парфюмер-но-косметической продукции: СанПиН 1.2.681-97 РФ. - Введ. 02.01.1998. - М. 1998.

- 41 с.

6. Носкова Г.Н., Заичко А.В., Иванова Е.Е. Минерализация пищевых продуктов. Методические пособие по подготовке проб для определения содержания токсичных элементов. Практическое руководство. Томск: Изд-во ТПУ, 2007. - 30 с.

7. Матвейко Н.П., Брайкова А.М., Садовский В.В. Определение содержания тяжелых металлов в табаке сигарет и продуктах его сгорания // Вестник БГЭУ.

- 2014. - Вып. 3. - С. 65-70.

8. Характеристики погрешности результатов количественного химического анализа. Алгоритмы оценивания: МИ 2336-95. - Введ. 09.12.1997. - Екатеринбург, 1995. - 45 с.

СИНТЕЗ ГЕРАНИЛБУТИРАТА И ПРИМЕНЕНИЕ ЕГО ДЛЯ БОРЬБЫ С ПРОВОЛОЧНИКОМ НА ПОСЕВАХ ПРОПАШНЫХ, ОВОЩНЫХ И БАХЧЕВЫХ _КУЛЬТУР

Падалка Сергей Дмитриевич

Старший научный сотрудник, канд. хим. наук, Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений,

г. Краснодар

Фотина Наталья Сергеевна

Лаборант-исследователь,

Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений,

г. Краснодар

Исмаилов Владимир Яковлевич

Заведующий лабораторией "Химической коммуникации и массового разведения насекомых",

канд. биол. наук,

Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений,

г. Краснодар

SYNTHESIS GERANYL BUTIRATE AND USING IT FOR CONTROL WIREWORM ON CROPS TILLED, VEGETABLE AND MELON CROPS

Padalka Sergei Dmitrievich, Senior Researcher, PhD Chemical Sciences, All-Russian Research Institute of Biological Plant Protection, Krasnodar

Photina Natalia Sergeevna, Laboratory researcher, All-Russian Research Institute of Biological Plant Protection, Krasnodar

Ismailov Vladimir Yakovlevich, Head of the laboratory «Chemical communication and mass rearing of insects», PhD Biological Sciences, All-Russian Research Institute of Biological Plant Protection, Krasnodar АННОТАЦИЯ

Использование половых феромонов в интегрированных системах защиты растений. Методы синтеза и применение геранилбутирата, полового феромона жуков-щелкунов Степного Agriotes gurgistanus Fald. (5 мг/диспенсер) и Посевного Agriotes sputator L. (10 мг/диспенсер). ABSTRACT

Use of sex pheromones in integrated systems of plant protection. Synthesis and application geranyl butirate, sex