CC BY
24
директивы XXIII съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР. Этот план — крупный шаг вперед в укреплении материальной базы для улучшения здоровья советских людей, ликвидации одних и резкого снижения других заболеваний, в частности инфекционных, дальнейшего улучшения санитарного состояния внешней среды и роста санитарной культуры населения.
Объективные возможности охраны здоровья народа при социализме превращаются в действительность не сами по себе, а в зависимости от многих субъективных факторов. Помочь преодолению отрицательных для здоровья факторов и мобилизации факторов положительных — важнейшая задача гигиенической пропаганды. Последняя все больше должна перерастать в гигиеническое обучение и воспитание с дифференцированным подходом к определенным группам населения в конкретных условиях их труда и быта.
Для повышения качества и углубления научного содержания гигиенической пропаганды, направленной на преодоление инфекционных болезней, большое значение имеет Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР (от 9/1 1963 г.) «О мерах по дальнейшему развитию биологической науки и укреплению ее связи с практикой». В постановлении подчеркивается все возрастающая роль разделов биологии, изучающих детальное строение и функции живой материи на всех уровнях ее развития, включая молекулярный уровень. К таким разделам науки относятся биохимия, биофизика, генетика, микробиология, вирусология и иммунология. В том же постановлении достижения медицины иллюстрируются фактами использования учения И. П. Павлова в решении теоретических вопросов физиологии, а также многих вопросов практической медицины. Из области эпидемиологии указаны исследования по иммунитету, работы по природной очаговости трансмиссивных заболеваний. Очень важно использовать эти достижения биологической науки в пропаганде гигиенических и противоэпидемических знаний.
Между тем еще можно привести много примеров примитивного и далекого от современного состояния науки изложения вопросов, связанных с этиологией и профилактикой заболеваний, особенно инфекционных, когда эти вопросы преподносятся схематично, шаблонно, без учета возросшего культурного уровня советских людей.
Поступила 24/Х1 1966 г.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
<
УДК 613.15:548.2141-074:543.42.062
СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЗОНА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ С РЕАГЕНТОМ — ДИГИДРОАКРИДИНОМ
Канд. биол. наук М. Д. Маната, канд. мед. наук М. В. Румянцева,
М. Э. Эглите
Кафедра коммунальной гигиены Центрального института усовершенствования врачей, Москва
До настоящего времени из рекомендованных методов определения малых концентраций озона в приземном слое атмосферы наиболее точным и чувствительным является флюоресцентный, разработанный М. А. Константиновой-Шлезингер. Он основан на способности озона
Рис. 1. Кривые поглощения акридина в этанольном уксус-но-ацетатном буферном растворе (рН~5,8)
По оси ординат — оптическая плотность; по оси абсцисс — длина волн (в нм). I — кривая поглощения раствора акридина. С=1 мкг/мл; II—кривая поглощения раствора акридина, С=0,49 мкг1мл\ III — кривая поглощения раствора акридина, выделившегося при реакции взаимодействия раствора дигидроакри-дина с озоном.
окислять нефлюоресцирующий дигидроакридин в спиртовом растворе (в присутствии уксусно-ацетатного буфера, рН ~ 6,0) во флюоресцирующий акридин. Реакция хорошо воспроизводится, при этом на получение одной молекулы акридина расходуется одна молекула озона. Эквивалентную концентрацию последнего определяют по интенсивности флюоресцентного свечения, измеряемого специальным фотометром по методу
гашения. Автор опытами показал, что кислород и перекись водорода индифферентны к дигидроакридину. Мы решили использовать ту же реакцию окисления озоном дигидроакридина, но количество образовавшегося акридина определять не по его флюоресценции, а по интенсивности поглощения им света в ультрафиолетовой области спектра, измеряемой на спектрофотометре СФ-4.
В первую очередь были получены спектры поглощения этанольных растворов чистого акридина 1 в ультрафиолетовой области спектра. Эта-нольные растворы акридина помещали в кварцевую кювету с толщиной слоя 1 см; их оптическую плотность измеряли по отношению к чистому этиловому спирту на спектрофотометре СФ-4. Оказалось, что максимум поглощения акридина лежит при длине волны 249,5 нм. Молярный коэффициент поглощения очень высок: е = 169 ООО (молекулярный вес акридина =179,29; D249,5 раствора акридина с концентрацией 1 мгк/мл = = 0,94), что почти совпадает с коэффициентом е= 170 ООО, указанным в литературе (Ч. Н. Pao). рН раствора приводят к 5,8 добавлением соответствующей уксусно-ацетатной смеси2 (рис. 1). Оптическая плотность акридина в этих условиях в области концентраций до 1 мкг/мл и более подчиняется основному закону Буге-ра — Ламберта — Бера (рис.2).
Концентрация рабочего поглотительного дигидроакридинового раствора3 в наших опытах составляла 2 мкг/мл. На рис. 1 показано также, что спектр поглощения акридина, образовавшегося в результате реакции дигидроакридина с озоном, совпадает со спектром поглощения чистого акридина. Таким образом, наши опыты показали, что, определяя эквивалентную концентрацию озона по интенсивности светопоглощения выделившегося акридина, т. е. по оптической плотности его спиртового раствора при длине волны 249,5 нм, может быть достигнута высокая чувствительность и достаточная точность. Действительно, если учесть, что при этой реакции на получение 1 молекулы акридина (молекулярный вес 179,29) расходуется 1 молекула озона (молекулярный вес 48), то минимально определяемая эквивалентная концентрация озона в мкг/мл (Сми ) с помощью спектрофотометра СФ-4 в кювете с толщиной слоя 1 см составляет 0,0043.
Смин (моль/л) = bf*-;
п , , ч DUUH-М-1000 0,015-48 1000 ,
с мин {мкг/мл) = tе-= —Ь169|000 = 0,0043 мкг/мл
(0,015 — минимальная оптическая плотность, определяемая на приборе СФ-4; М — молекулярный вес озона).
1 Бледно-желтые кристаллы с температурой плавления 110°.
2 250 мл 0,2 М спиртового раствора уксуснокислого натрия +250 мл 0,02 М. спиртового раствора уксусной кислоты.
3 Дигидроакридин был получен нами восстановлением солянокислого акридина цинковой пылью (по Bernthsen и Bender, Вег. dtsch. ehem. Ges. 16, 1961, 1883).
О 0,1 0,20,30,4 О,SО,е 0,7 Oß0,9/,о
Рис. 2. Градуировочная кривая акридина в этанольном уксуоно-ацетатном буферном растворе (рН~5,8).
По оси ординат — оптическая плотность; по оси абсцисс — концентрация (в мкг/мл).
Мешающее влияние других окислителей мы устраняли при отборе пробы испытуемого атмосферного воздуха способом, предложенным М. А. Константиновой-Шлезингер. Отбирали 2 параллельные пробы А и В (рис. 3). В пробе В озон каталитически разлагали двуокисью мар-
L/сследуемый в Аспиратор ГЭНЦа И ПОГЛОТИТеЛЬНЫЙ рас-
твор этой пробы принимали за нулевой (холостой) при измерении оптической плотности 2-го поглотительного раствора пробы А в кювете с толщиной слоя 1 см на спектрофотометре СФ-4 при длине волны 249,5 нм. В 2 поглотительных последовательно соединенных сосуда с пористыми пластинками (сопротивление 150— 250 мм вод. ст.) наливали по 10 мл свежеприготовленного дигидроакридинового спиртового раствора2. Воздух просасывали со скоростью 0,3— озона в атмосферном воздухе 0,5 л/мин. Для определения при концентрации его, составляющей сотые доли миллиграмма в 1 м3, следует пропускать около 10 л воздуха. Для определения в воздухе больших концентраций озона (порядка 0,1 мг/м3) достаточно отобрать 1—2 л воздуха.
Концентрация озона в миллиграммах на 1 м3 (X) может быть определена по следующей формуле:
v_ ¿W0.284-У Л~ V~0 '
где D 249.5 — оптическая плотность исследуемого раствора (рис. 3, А); V — объем поглотительного раствора (в мл); Vo — объем просасываемого исследуемого воздуха (в л), приведенного к объему при нормальных условиях (температура 0° и атмосферное давление 760 мм рт. ст.).
П 984— М-1000 — 48-1000
и, гт— е — 169.000
Для оценки разработанного метода параллельно определяли озон и йодометрическим методом.
С целью получения чистого озона, не содержащего окислов азота, в желаемом количестве была создана специальная установка, схематически показанная на рис. 4.
Принцип ее действия зиждется на ультрафиолетовом облучении поступающего из баллона и предварительно высушенного «медицинского» кислорода. Основным элементом установки является ртутно-кварцевая лампа типа БУВ-15 с максимумом спектра излучения в области 254 нм (80%), помещенная в «рубашку» из молибденового стекла. «Рубашка» имеет 2 отвода для поступления в нее подсушенного кислорода и
5озоуз.
Цсследуемый боздух
<Л>
Аспиратор
Рис. 3. Схема отбора пробы атмосферного воздуха.
А и Б — параллельные пробы исследуемого воздуха; 1 — трубка, заполненная пемзой, пропитанной крепкой серной кислотой; 2 — трубка, заполненная перекисью марганца.
1 Для получения двуокиси марганца, свободной от закисных и каких-либо основных окислов, ее (Мп02 ч. д. а., ГОСТ-4470-48) двукратно промывали азотной кислотой (ч. д. а., уд. в. 1,34), высушивали и из полученного порошка готовили гранулы размером 2—4 мм смешиванием с силикатным клеем; гранулы после высушивания при температуре 150° в количестве приблизительно 5 г помещали в U-образную трубку.
2 Поглотительный дигидроакридиновый раствор с концентрацией 2 мкг/мл готовили из уксусно-ацетатного буферного спиртового раствора с концентрацией 100 мкг/мл соответствующим разбавлением натрийацетатным буферным опиртовым раствором
(рН — 5,8).
выхода озона. Конструкция лампы разработана при консультации лаборатории новых источников света, изготовили ее в экспериментальных мастерских Всесоюзного научно-исследовательского светотехнического института. Нужное количество поступающего озона получают, регулируя подачу кислорода с помощью редукционного клапана и ротационных газовых дозиметров, а также пропуская кислород через определенное число одновременно включенных ламп. Кроме того, количество подаваемого кислорода и поступающего в опыт озона можно регулировать установкой «сбросных» кранов. Нужной концентрации озона в рабочем объеме или сосуде достигают также разбавлением атмосферным воздухом.
Рис. 4. Общая схема экспериментальной установки для получения озона без примеси окислов азота.
/ — баллон с кислородом; 2— редукционный клапан; 3, 6—ротационные дозиметры; 4— колонки с Н2БО| и СаСЬ; 5, // — »сбросные» краны; 7, 9—«гребенки» для входа Ог и выхода 03; 8 — ртутно-кварцевые лампы; 10— пусковые устройства ртутно-кварцевых ламп; 12, 15 — влажные реометры; 13, 14 — подача очищенного воздуха (частично); 16— рабочая камера или объем, в котором создается нужная концентрация озона.
Сравнительное определение содержания озона в воздухе 2 методами дано в табл. 1. Из этой таблицы видно, что результаты анализа, полученные йодометрическим методом, значительно выше тех, которые определены спектрофотометрическим методом, и, кроме того, они очень сильно колеблются даже в пределах 1 дня (см. данные 29/1Х 1965). По-видимому, это объясняется присутствием в воздухе лаборатории других окислителей (помимо озона), выделяющих йод из йодистого калия. Установлена также большая чувствительность спектрофотометрическо-го метода, так как им удалось обнаружить очень малые количества озона в неподвергавшемся озонированию атмосферном воздухе. Определить такие малые концентрации озона йодометрическим методом мы не смогли.
Спектрофотометрическим методом определяли также озон в приземном слое атмосферы с целью выявления влияния некоторых метеорологических условий. С 7/Х по 2/Х1 1965 г. отбирали пробы атмосферного воздуха днем (между 12 и 15 часами) в относительно «чистом» микрорайоне Москвы на уровне 4-го этажа.
Данные табл. 2 показывают, что в период исследования в приземном слое атмосферного воздуха присутствовал озон в концентрации 0,005— 0,025 мг/м3. Кроме озона, в значительном количестве присутствовали и другие окислители, за счет которых оптическая плотность в ряде случаев сильно повышалась. Максимальное количество озона (0,02—
Таблица 1
Таблица 2
Сравнительная оценка методов определения озона в воздухе опытной установки
Найденная концентрация озона (в мг/м')
я я о « в воздухе опытной установки в подаваемом атмосферном воздухе
Дата иссл! ния йодомет-рическое определение спектрофо- тометри-ческое определение йодомет-рнческое определение спектрофо- тометри-ческое определение
29/IX 0,310 0,520 0,250 0,300 0 0,010
1/Х 0,380 0,450 0,320 0,384 0 0,015
2/Х 0,880 0,880 0,690 0,760 0 0,013
4/Х 0,442 0,490 0,347 0,350 0 0,005
Примечание. Для йодометри-ческого определения отбирали 15 л воздуха, для спектрофотометричеекого — 1—2 л. Исследование проводили в 1965 г.
Содержание озона в воздухе приземного слоя атмосферы в условиях различной погоды
Оптическая « X
S плотность ис- О п
X я следуемого о
я раствора к
о ГС шнм £Г
Погода
Ч о.
0 О X <> " х = н нГ 5 56
03 н " £ ч "g 3Í
со О.Х и n iío Р; «3 СО т о ¡Si
7/Х 0,159 0,051 0,014 Солнечно
8/Х 0,080 0,030 0,008 Пасмурно
11/Х 0,121 0,084 0,025 Снегопад
12/Х 0,025 0,082 0,024 Пасмурно (ут-
ром был снегопад)
13/Х 0,070 0,038 0,011 Пасмурно
14/Х 0,155 0,038 0,011 Пасмурно (ут-
ром был дождь)
15/Х 0,233 0,082 0,024 Солнечно
16/Х 0,157 0,084 0,025 Солнечно
20/Х 0,142 0,060 0,016
25/X 0,106 0,063 0,017 Солнечно
27/X 0,000 0,035 0,010 Пасмурно
1/Х1 0,030 0,045 0.012 Пасмурно
2/XI 0,005 0,020 0,005 Пасмурно (мел-
кий дождь)
3/XI 0,000 0,020 0,005 Пасмурно
0,024 мг/м3) найдено в солнечные дни и дни снегопада. При этом интересно отметить, что в солнечные дни наряду с повышением содержания озона в большинстве случаев наблюдалось и повышенное содержание других окислителей — явление, подтверждающее правильность теории фотохимической природы процессов образования озона и других окислителей из атмосферных загрязнений под действием солнечного света (Haagen-Smit).
Выводы
1. Предложен спектрофотометрический метод определения озона в атмосферном воздухе, основанный на измерении оптической плотности этанольного раствора акридина, образующегося в результате взаимодействия озона с дигидроакридином; оптическую плотность исследуемого раствора измеряют при длине волны 249,5 нм в кварцевой кювете с толщиной слоя 1 см на спектрофотометре СФ-4.
2. Предложенный спектрофотометрический метод дает возможность с достаточной достоверностью находить содержание озона в приземном слое атмосферы в присутствии других окислителей.
3. Установлено присутствие озона наряду с другими окислителями в приземном слое атмосферы воздуха такого крупного промышленного города, как Москва.
ЛИТЕРАТУРА
Константинова-Шлезингер М. А. Изв. АН СССР, № 2, 1937.— Р а о Ч. Н. Электронные спектры в химии. М., 1964, с. 98.-Наавеп-5тИ А Л 1пс1и51г., 1952, V. 44, р. 1342.
Поступила 4/У 1966 г.
