CC BY
9
нитарного надзора в области гигиены питания. В этом отношении самому серьезному обсуждению подлежит вопрос о создании базовых санитарных станций, которые могут служить своеобразными клиниками для санитарного врача и обеспечивать возможность преподавания гигиены питания в неразрывной связи с практикой санитарного надзора в этой области.
Поступила 11/1V 1969 г.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 614.72:547.3811-074.543.42.062
СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКРОЛЕИНА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ С РЕАГЕНТОМ ТИОСЕМИ КАРБАЗИДОМ
Канд. биологических наук М. Д. Манита, Е. X. Гольдберг
Центральный институт усовершенствования врачей, Москва, и Московская городская санэпидстанция
Нашей целью было разработать избирательный и чувствительный метод количественного определения акролеина в атмосферном воздухе.
Приступая к исследованию, мы обратили внимание на то, что для характеристики карбонильных соединений могут быть использованы спектры поглощения некоторых производных, например, тиосемикарбазоны. Спектры поглощения этих производных, как а (3-насыщенных, так и а (5-ненасыщенных соединений, в значительной степени отличаются от спектров исходных карбонильных соединений по характеру полос поглощения и интенсивности1. Так как акролеин (СН2=СНСОН) является а [3-не-насыщенным карбонильным соединением, мы решили количественно определять акролеин по светопоглощению тиосемикарбазона — продукта реакции акролеина с тиосемикарбазидом.
Нами были проведены опыты по выявлению оптимальных условий получения растворов тиосемикарбазона акролеина с максимальной интенсивностью светопоглощения. Опыты проводили со свежеприготовленными этанольными растворами чистого акролеина2 (температура кипения 52°, этанол «ректификат» 95% по объему), применяли отечественный реагент тиосемикарбазид. Все измерения оптической плотности проводили с помощью кварцевого спектрофотометра марки СФ-4 в кварцевой кювете с толщиной слоя 1 см.
В результате опытов выявилось, что для данной реакции реагент тиосемикарбазид (ТСК) следует применять в виде 0,2% водного раствора, в соотношении раствора реагента к спиртовому раствору акролеина 1:5. Как установлено (см. рис. 1), оптимальное значение рН реакционной смеси, т. е. раствора акролеина с 0,2% раствором реагента ТСК, при образовании тиосемикарбазона акролеина составляет 1, что соответствует 0,1 н. раствору
1 Ч. Н. Р. Ра о. Электронные спектры в химии. Изд-во «Мир», М., 1964, с. 62.
2 Опыты показали, что спиртовой раствор акролеина нестойкий, так как концентрация такого раствора, равная 0,1 мг/мл, через 19 мин. снижается в 12 раз.
соляной кислоты. Выявлено также, что время максимального нарастания интенсивности светопоглощения тиосемикарбазона акролеина равно 15— 20 мин., оптическая плотность этих растворов не меняется в течение 4—5 часов.
Мы снимали полосы светопоглощения по оптической плотности (Э) 3 растворов тиосемикарбазонов акролеина при оптимально выявленных условиях, после 15—20-минутного стояния. Как видно из рис. 2, полосы светопоглощения растворов тиосемикарбазона акролеина лежат в ультрафиолетовой области спектра с максимальным участком светопоглощения 290— 296 нм, что дало возможность выбрать аналитическую длину волны, равную
^290 0,20 -
0,18 -
0,16 -0,14 -
оп ■
Рис. 1. Зависимость оптической плотности спиртово-водных кислых растворов тиосемикарбазонов акролеина от значения рН.
1 — раствор с концентрацией 1 мкг в пробе; 2 — раствор с концентрацией 2 мкг в пробе; 3 — раствор с концентрацией 3 мкг в пробе.
280 290 300 310 320
А(НМ)
Рис. 2. Спектральная характеристика спиртово-водных растворов тиосемикарбазонов акролеина.
1 — раствор с концентрацией 1 мкг в пробе; 2— раствор с концентрацией 2,5 мкг в пробе; 3 — раствор с концентрацией 4,5 мкг в пробе.
290 нм. Проводили также опыты по выявлению области концентраций растворов акролеина, подчиняющихся основному закону светопоглощения Бугера — Ламберта — Бера. Оптическая плотность (О290) растворов тиосемикарбазона акролеина с соответствующими концентрациями акролеина до 50 мкг в пробе линейно зависит от последних. На рис. 2 показано также, что минимально определяемая концентрация акролеина в пробе составляет 0,4—0,5 мкг, что соответствует 02во=0,02—0,03. В дальнейшем мы проводили опыты по выявлению способа эффективного поглощения акролеина в поглотительный раствор из атмосферного воздуха. Для установления наиболее подходящего поглотительного раствора для акролеина испытывали различные жидкие поглощающие среды: дистиллированную воду, этиловый спирт в присутствии ингибитора — гидрохинона и без него, солянокислый водный раствор, солянокислый спиртово-водный раствор в присутствии реагента ТСК и без него в пр. В результате многочисленных опытов найдено, что наиболее эффективно поглощение акролеина из воздуха при концентрациях 0,02—0,5 мг/м3 и минимальной скорости просасывания воздуха 0,2 л/мин достигается, если использовать поглотительную жидкую среду, состоящую из 4,5 мл этилового спирта,
0,5 мл-\-1 н. раствора HCl и 1 мл 0,2% водного раствора тиосемикарбазида (ТСК).
Испытывали также различную скорость просасывания воздуха через поглотительный раствор: 0,2, 0,5, 1 и 2 л/мин\ в результате выявлена оптимальная скорость просасывания воздуха, равная 0,5 л/мин, при условии использования поглотителя с пористой пластинкой (с сопротивлением от 220 до 350 мм вод. ст.).
Учитывая то обстоятельство, что с реагентом тиосемикарбазидом образуют соответствующие тиосемикарбазоны, кроме акролеина, и другие альдегиды (предельные и непредельные) и кетоны, мы попытались изыскать способ устранения их мешающего влияния, т. е. сделать метод количественного определения акролеина в воздухе избирательным. После многократных опытов установлено, что устранить мешающее влияние указанных выше веществ наиболее целесообразно при отборе пробы исследуемого воздуха аналогично способу отбора пробы воздуха для избирательного количественного определения озона в присутствии других окислителей1. Для этого проводили ряд опытов по выявлению реагента, который бы дал возможность в одной из параллельных проб (А и В) блокировать акролеин. В результате опытов выявлен реагент — крепкая серная кислота (d=l,84), которой следует пропитать специально обработанную пемзу, помещенную в V-образную стеклянную трубочку. Опыты показали, что если даже содержание акролеина в атмосферном воздухе составляет 2 мг/м3, пемза, пропитанная крепкой серной кислотой, при соблюдении указанных выше условий отбора пробы воздуха полностью блокирует акролеин из нее.
Рекомендованный нами аналитический прием — блокирование акролеина при отборе пробы атмосферного воздуха — устраняет мешающее влияние предельных альдегидов (анетальдегид, масляный альдегид, формальдегид и др.), а также кетонов. Однако мешающее действие непредельных альдегидов, чаще всего кротонового альдегида, остается. Таким образом, количественному определению в виде тиосемикарбазона акролеина по светопоглощению ультрафиолетовых излучений в атмосферном воздухе избирательно в присутствии предельных альдегидов и кетонов мешают непредельные альдегиды, например кротоновый альдегид. Изучая его мешающее влияние, мы на основании опытов2 нашли, что тиосемикарба-зон кротонового альдегида обладает такой же интенсивностью светопо-глощения, как и тиосемикарбазон акролеина. Мешающее влияние кротонового альдегида сказывается в том, что в его присутствии в анализируемой пробе атмосферного воздуха получается суммарное содержание обоих альдегидов.
Указанная выше чувствительность определения акролеина с реагентом ТСК (0,4 мкг в пробе) дает возможность при отборе пробы атмосферного воздуха объемом 20 л в течение 40 мин. установить концентрацию акролеина 0,02 мг/м3.
Разработанный нами спектрофотометрический метод определения акролеина с реагентом ТСК использовался для изучения этого вещества в атмосферном воздухе в натуральных условиях, вокруг 2 московских предприятий — дерматино-клееночной фабрики и фабрики «Свобода». В приземном слое атмосферы, на уровне 1,2 м, в 800—150 м от дерматино-клееночной фабрики концентрации акролеина колебались от 0,02 до 0,08 мг/м3, в 50 м от фабрики «Свобода» — от 0,04 до 0,48 мг/м3.
Поступила 5/1II. 1969 г
1 М. Д. М а н и т а, М. В. Румянцева, М. Э. Э г л и т е. Гигиена и санитария, 1967, № 5, с. 56.
2 Для этого мы пользовались кротоновым альдегидом^с температурой кипения 104°.
3 Гигиена и санитария № Б 65
