Научная статья на тему 'РАЗДЕЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ'

РАЗДЕЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
39
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Ю.Ю. Лурье, В.А. Панова, З.В. Николаева

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «РАЗДЕЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ»

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

УДК 628.3:547.521:543

РАЗДЕЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОИ ХРОМАТОГРАФИИ

Ю. Ю. Лурье, В. А. Панова, 3. В. Николаева

Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии, Москва

Достигаемое в газовой хроматографии разделение веществ является результатом их многократного перераспределения между движущимся газом и неподвижной фазой, заполняющей колонку. Процесс разделения смеси на отдельные компоненты при помощи газожидкостной хроматографии происходит следующим образом. В хроматографи-ческую колонку, через которую пропускают газ-носитель, вводят анализируемую смесь в парообразном или газообразном состоянии. Компоненты анализируемой смеси растворяются в неподвижной жидкости, нанесенной на носитель. Неподвижными фазами могут служить (в зависимости от цели анализа) неполярные, слабополярные или полярные жидкости. В качестве газа-носителя при использовании детектора по теплопроводности применяют обычно гелий или водород, так как их теплопроводность очень мала и больше всего отличается от теплопроводности исследуемых веществ. Отдельные компоненты смеси проходят при помощи газа-носителя через колонку газового хроматографа с различными скоростями вследствие различия их коэффициентов распределения между 2 фазами. Таким образом, смесь распределяется по колонке отдельными зонами, которые содержат чистые или почти чистые компоненты. С наибольшей скоростью вдоль колонки передвигается компонент, растворимость которого в неподвижной фазе минимальна. В результате этого на выписываемой самописцем диаграмме — «хро-матограмме» получается ряд «пиков», соответствующих каждому компоненту пробы.

В настоящей статье излагаются результаты работы, проведенной на хроматографе марки УХ-1, имеющем детектор по теплопроводности (катарометр). В 1963 г. нами был разработан колориметрический метод определения ароматических углеводородов — бензола, толуола, стирола (Ю. Ю. Лурье и В. А. Панова). Этот метод давал возможность устанавливать только сумму ароматических углеводородов, что являлось его недостатком, так как имеется предельно допустимая концентрация каждого углеводорода в водоеме. В Институте горючих ископаемых АН СССР был применен метод хроматографического разделения ароматических угчеводородов для анализа состава буроугольных смол

(Е. И. Казаков с соавторами). Мы использовали этот метод для анализа сточных вод, загрязненных наземными углеводородами в относительно малых концентрациях.

Наша экспериментальная работа включала ряд этапов. Первым из них был подбор оптимальных условий разделения ароматических углеводородов на выбранной неподвижной фазе. При этом варьировали температуру разделения и скорость газа-носителя. Вторым этапом было получение калибровочных хроматограмм на чистых стандартных растворах определяемых веществ и построении калибровочных графиков зависимости площади пика и высоты пика от концентрации определяемых веществ, третьим этапом — проведение исследований по разделению и определению ароматических углеводородов после выделения их из водных растворов различными способами и четвертым — проверка разработанных методов на сточных и природных водах.

Исследования были проведены на колонке длиной 3, 4 м с внутренним диаметром 4 мм. Колонку заполняли инзенским кирпичом зернистостью 0,5—0,25 мм с нанесенным на него силиконовым маслом марки ДИ-703 (25% веса носителя неподвижной жидкой фазы). Исследовали смесь 6 углеводородов: бензола, толуола, этилбензола, о-ксилола, л!-ксилола и я-ксилола. В качестве растворителя при приготовлении

Таблица 1

Раздельное определение ароматических углеводородов после экстракции их из воды хлороформом

№ смеси Определяемый углеводород 2ТГ « я га.1 Найдено (в мг/л) Относительная ошибка (в к)

1 Бензол Толуол Этилбензол (м+п) ксилолы О-ксилол 293 289 292 574 288 264 272 292 574 294 —10 —6 0 0 +5,5

2 Бензол Толуол Этилбензол (м+п) ксилолы О-ксилол 730 720 728 1430 716 677 695 728 1405 716 —7,1 —3,5 0 -1,6 0

3 Бензол Толуол Этилбензол (м+п) ксилолы О-ксилол 58,6 57,8 58.4 115,0 57.5 58,6 57,8 58.4 115,0 57.5 0 0 0 0 0

Таблица 2

Раздельное определение ароматических

углеводородов в сточной воде коксохимического завода после экстракции их хлороформом

№ смеси Определяемый углеводород Дано углеводородов в сточную воду (в мг/л) Найдено углеводородов (в мг/л) Ошибка (в %%)

1 Бензол Толуол Этилбензол (м + п) ксилолы о-ксилол 18,3 18,3 18,3 36,6 18,3 19,9 19,3 18,3 38,6 18,3 +9,1 +5,7 0 +5,0 0

2 Бензол Толуол Этилбензол (м+п) ксилолы о-ксилол 733 733 733 1470 733 733 696 672 1340 774 0 —5,0 -7,9 —8,4 +5,6

3 Бензол Толуол . . . Этилбензол (м+п) ксилолы о-ксилол 733 733 733 1 470 733 733 733 713 1 470 733 0 0 —2,8 0 0

стандартных растворов использовали хлороформ. Содержание каждого из компонентов смеси находили по калибровочным графикам, для построения которых вводили в колонку различное количество каждого вещества и измеряли высоту и площадь полученных пиков. Площадь последних измеряли обычно применяемым приближенным методом — умножением высоты пика на ширину его, измеренную на расстоянии, равном половине высоты пика. Затем построили калибровочные кривые зависимости высоты и площади пика от концентрации определяемого вещества.

Опыты показали, что разделение наиболее полно проходит при температуре хроматографической колонки 84—85°, скорости прохож-

дения газа-носителя 60—70 мл/мин, силе тока моста 250 ма. Продолжительность опыта при этом равнялась 40 мин. При работе на хроматографе марки УХ-1, где детектором служит катарометр, регистрирующий пары воды, рекомендуется извлечь определяемые вещества из воды органическим растворителем. Той же операцией достигается и концентрирование раствора, поскольку органический растворитель добавляется в малом объеме. В качестве экстрагента ароматических углеводородов был применен хлороформ, который достаточно полно извлекает ароматические углеводороды, и, кроме того, его «пик» при хрома-тографическом разделении не накладывается на «пики» определяемых углеводородов.

Смеси 6 ароматических углеводородов с известным содержанием последних вносили в разные объемы (50—400 мл) дистиллированной воды и экстрагировали в делительной воронке различными объемами хлороформа (5—25 мл). Экстракт анализировали методом газожидкостной хроматографии. Параллельно хроматографированию подвергали растворы углеводородов в хлороформе (без предварительного извлечения из воды) в тех же концентрациях и в тех же объемах хлороформа.

Результаты многочисленных опытов (некоторые из них приведены в табл. 1 и на рисунке) показали полное выделение ароматических углеводородов из воды хлороформом и хорошее их разделение при хроматографирова-нии. В половине из 38 опытов выявлено полное совпадение результатов обеих серий; в остальных опытах найденное количество изучаемых веществ отличалось от взятых максимально на ±10%.

Разработанный метод определения и разделения ароматических углеводородов с предварительным выделением их из воды экстракцией хлороформом был проверен на сточных водах коксохимического завода. Эти воды имеют очень сложный химический состав. Результаты проверки метода оказались вполне удовлетворительными (табл. 2). Метод был проверен и на другой воде сложного состава: к водному раствору смеси ароматических углеводородов известного состава добавляли технический бензин. Сначала в бензине методом газожидкостной хроматографии по калибровочным кривым находили содержание бензола и толуола, а затем в воду с известным содержанием бензола и толуола вводили некоторое количество этого бензина и экстрагировали 10 мл хлороформа. Получены также хорошие результаты: ошибка определения не превышала ±8%. Содержащиеся в бензине, легко кипящие углеводороды не мешают определению указанных ароматических углеводородов.

Таким образом, нами разработан количественный метод раздельного определения некоторых ароматических углеводородов в сточных водах методом газожидкостной хроматографии с применением в качестве стационарной фазы силиконового масла марки ДИ-703. Предварительное выделение ароматических углеводородов из воды осущест-

) мнл хлороформ наго экстракта

¡1 1

I

5 мнп

С ?!

30 21 го и 'О 5 О 30 2.[Г го /5 Ю 3 о Время #ь/хоЗо (6минутах)

Хроматограмма искусственной смеси ароматических углеводородов после экст" ракции их из воды хлороформом.

а — испытуемая проба воды (0,08 мл смеси углеводорода в 400 мл воды проэкстрагирова-но 10 мл хлороформа); б — контроль (0,08 мл смеси углеводородов в 10 мл хлороформа). Прибор УХ-1, колонка 3,4 м/4 мм, неподвижная фаза — силиконовое масло (25%), носитель — инзенский кирпич (0,25—0,5 мм), температура 85°, расход гелия 63 мл1мин.

вляется экстракцией хлороформом. Метод проверен на сильно загрязненных сточных водах. Полученные результаты вполне удовлетворительны.

ЛИТЕРАТУРА

Лурье Ю. Ю., Панова В. А. Завод, лабор., 1963, № 3, с. 293.— Казаков Е. И., Воронина Т. Б., Любимова 3. В. и др. Химическая переработка смол. М., 1965.

Поступила 7/1V 1967 г.

УДК 576.851.555.07

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ CL. PERFRINGENS В ОБЪЕКТАХ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Г. И. Сидоренко, Ю. П. Пивоваров

Кафедра общей гигиены II Московского медицинского института им. Н. И. Пирогова

Проводимое в ряде стран широкое изучение клостридиальных инфекций, в особенности пищевых токсикоинфекций, вызываемых С1. рег-fringens, ставит перед гигиенистами ряд методических задач. К ним относится, в частности, разработка методики количественного определения CI. perfringens в различных объектах внешней среды. Для этой цели предложено много «элективных» сред, из которых до последнего времени наиболее широко использовалась среда Вильсона — Бле-ра, основанная на способности CI. perfringens восстанавливать сульфит (Angelotti с соавторами; Willis и Path, и др.). Однако эта среда имеет низкую специфичность. Для устранения этого недостатка рекомендован ряд модификаций среды Вильсона — Блера, основанных на включении в ее состав веществ, чаще антибиотиков, препятствующих размножению иной, кроме CI. perfringens, микрофлоры (Bladel и Green-berg; Gibbs и Freame; Hall с соавторами; Marshall с соавторами). К модифицированным средам упомянутых выше авторов относятся, в частности, сульфит-полимиксин-сульфодиазиновая (SPS), дифференциальная усиленная клостридиальная (DRSM) и др. Однако наиболее специфичной для С1. perfringens, по общему мнению, является предложенная Marshall с соавторами триптон-сульфит-неомициновая среда (TSN).

Вместе с тем ни среда TSN, ни другие предложенные среды для количественного определения CI. perfringens не нашли применения в нашей стране. Это связано, вероятно, с рядом обстоятельств. Немаловажную роль здесь играют, например, разноречивые данные о составе этих сред (одного наименования), а также то, что ряд компонентов предлагаемых сред не выпускается нашей промышленностью. Необходимо, кроме того, отметить, что приведенное авторами в рецептах питательных сред весовое содержание антибиотиков затрудняет приготовление этих сред, так как отечественные антибиотики чаще дозируются только в единицах действия (ЕД).

Мы ставили перед собой задачу модифицирования среды TSN на основе доступных компонентов, проверки ее специфичности и разработки простой методики количественного определения CI. perfringens в различных объектах внешней среды. Поскольку, согласно литературным данным, подтвержденным одним из нас в предыдущих исследованиях (Ю. П. Пивоваров) CI. perfringens наиболее хорошо растет при

1 Кандидатская диссертация. Москва, 1966.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.