CC BY
9
© А. Ф. БАБИЧЕВА, Г. Ф. ДРЕГВАЛЬ, 1990 УДК 614.71:[547.56+547.281.1 ]-074
А. Ф. Бабичева. Г. Ф. Дрегваль
ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЕНОЛА И ФОРМАЛЬДЕГИДА В ВОДЕ, ВОДНЫХ ВЫТЯЖКАХ
И ВОЗДУХЕ
Киевский институт усовершенствования врачей; ВНИИ гигиены и токсикологии пести
цидов, полимеров и пластических масс, Киев
При санитарно-химических исследованиях фенолфор-мальдегидных смол для анализа формальдегида и фенола используют методы газовой и тонкослойной хроматографии [3, 8], а также фотометрические методы [1, 4]. Среди хро-матографических методов определения формальдегида наиболее приемлемым, по-видимому, следует признать метод А. Л. Перцовского и Л. М. Кремко [10], заключающийся в предварительном превращении формальдегида в 2,4-ди-нитрофенилгидразон и определении последнего на электронно-захватном детекторе. Достоинством метода являются высокая чувствительность и простота подготовки пробы.
Оценить концентрацию фенола методом газовой хроматографии можно двумя способами: прямым определением на пламенно-ионизационном детекторе [6] (предел определения 0,002 мг/л) и определением в виде трибромфенола на электронно-захватном детекторе [5] (предел определения 0,0003 мг/л). И в первом, и во втором случае подготовка пробы достаточно длительный процесс, включающий экстракцию фенола органическим растворителем и упаривание полученного экстракта.
В указанных выше методах определение производных фенола и формальдегида проводят на колонках с различными насадками, что затрудняет определение их на одном приборе.
Нами предлагается методика определения содержания фенола и формальдегида в воде и воздухе на одной колонке с применением детектора постоянной скорости рекомбинации.
Подготовку пробы и калибровку прибора для определения формальдегида проводят по [10], но при отборе проб воздуха используют поглотители со стеклянной пористой пластинкой. Для анализа берут 5 мл водной вытяжки или дистиллированной воды, использованной в качестве поглотительной жидкости. Разработанные нами условия хрома-тографирования приведены в таблице.
При определении фенола водные вытяжки готовят в соответствии с методическими указаниями [7], отбор проб воздуха проводят в соответствии с [9] (скорость отбора 0,5 л/мин. 2 последовательно соединенных поглотителя со стеклянной пористой пластинкой, заполненных 0,8 % водным раствором углекислого натрия, по 5 мл в каждом поглотителе, анализируемый объем 5 л).
Для превращения фенола в трибромфенол 10 мл воды, водной вытяжки или предварительно нейтрализованного серной кислотой (1 : 3) поглотительного раствора помещают в пробирку со шлифом и добавляют 1 мл бромирующего реактива (20 г бромистого калия, 0,5 мл брома в 80 мл дистиллированной воды). Избыток брома удаляют, добавив к раствору 0,2 мл разбавленной серной кислоты (1:3) и 0,2 мл 10% раствора сернокислого натрия. После прибавления каждого реактива содержимое пробирки перемешивают. Трибромфенол экстрагируют 1 мл гексана, энергично встряхивая пробирку 30 с. После разделения слоев 5 мкл гексанового экстракта вводят в хроматограф.
Для калибровки прибора при определении фенола в пробирки со шлифом вносят 0,01—0,7 мкг фенола в виде водного стандартного раствора концентрацией 0,1 или 1 мкг/мл, доводят объем раствора дистиллированной водой до 10 мл. После этого в каждую пробирку добавляют реактивы в соответствии с прописью, приведенной для подготовки проб. В хроматограф вводят по 5 мкл гексанового экстракта. Калибровочный график строят в координатах: содержание фенола в пробе (в мг/л) —высота пика (в мм). Следует отметить, что нулевой раствор может давать небольшой фоновый пик, который необходимо учитывать при построении калибровочного графика.
Статистическая обработка результатов определения [2] фенола и формальдегида показала, что минимально детектируемое количество соответственно 0,05 и 0,04 мг, предел определения в воде 0,001 и 0,004 мг/л, в воздухе 0,002 и 0,002 мг/м3, относительное стандартное отклонение 2 и
2,5 % •
Метод опробован при определении миграции фенола и формальдегида из фенолформальдегидных стеклопластиков по ТУ 1020-145-41—86.
Литература
1
2
3
Борисова В. П., Попков М. Ю., Эльберг Л. Б., Лапина С. Я. //Гиг. и сан. — 1986. — № 1. —С. 33. Булатов М. И., Калинкин И. П. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотомет-рическим методам анализа. — Л., 1968. Давыдова Е. А., Столярова А. Г., Островская Е. Г.,
Условия хроматографирования трибромфенола (ТБФ) и 2,4-динитрофенилгидразона формальдегида (2,4-ДНФГФ)
Фаза
Показатель БЕ -30,5 %* ОУ-1 7,3 %**
ТБФ 2,4-ДНФГФ ТБФ 2,4-ДНФГФ
Температура, °С:
колонки 140 170 180 200
испарителя 250 250 250 250
детектора 250 250 250 250
Скорость газа-носителя, мл/мин 70 60 60 60
Длина стеклянной колонки, м 1 1 1 1
Рабочая шкала электрометра, А 20 • ю-12 50- Ю-12
Абсолютное время удерживания 3 мин 3 мин 10 с 3 мин 3 с 3 мин 43 с
. #
Примечание. Одна звездочка — носитель хроматон Ы-АХУ-ЭМСБ (0,16—0,20 мм), модифицированный 0,3% ортофосфорной кислоты; две—носитель хроматон-1^-супер (0,125—0,160 мм).
Калашник А А.// Гиг. и сан. — 1968. — № 3. — С. 56.
4. Дементьева Н. И., Каграмалян Н. П., Богдаилева В. Н. //Там же. — 1986. —№ 12.— С. 47—49.
5. Дрегваль Г. Ф., Горцева Л. В., Шутова Т. В. // Новые методы гигиенического контроля за применением полимеров в народном хозяйстве. — Киев, 1981. — С. 412— 415.
6. Дрегваль Г. Ф., Кругляк Т. И., Шутова Т. В. // Охрана окружающей среды и очистки промышленных выбросов. — М., 1981. —Вып. 10. —С. 1—3.
7. Инструкция по санитарно-химическому исследованию
изделии, изготовленных из полимерных и других синтетических материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами. — М., 1972.
8. Кузнецов В. Н., Дрегваль Г. Ф.// Охрана окружающей среды и очистка промышленных выбросов. — М., 1982.— Вып. П. —С. 16—18.
9. Лейте В. Определение загрязнений воздуха в атмосфере и на рабочем месте: Пер. с нем.— Л., 1980. — С. 284—286.
10. Перцовский А. ЛКремко Л. М. //Журн. аналит. химии.—1985.—№ 6. —С. 1115—1117.
Поступила 25.01.89
М. Т. ДМИТРИЕВ, Г. А. ЗЕНИНА, 1990 УДК 614.777:f,628.191:677.047.42
М. Т. Дмитриев, Г. А. Зенина
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ ВОДОЕМОВ КРАСИТЕЛЯМИ ОТ КРАСИЛ ЬНО-ОТДЕЛОЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
ТЕКСТИЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Предприятия текстильном промышленности, занимающей сажное место в народном хозяйстве, могут способствовать загрязнению окружающей среды. Анализ сточных вод кра-сильно-отделочных производств и хлопчатобумажной промышленности показал, что они представляют собой сложную многокомпонентную физико-химическую систему, содержат значительные количества трудноокисляемых веществ. Основными загрязнителями являются красители различных классов, поверхностно-активные и текстильные вспомогательные вещества [1, 4].
Для крашения хлопка, шерсти и синтетических волокон наиболее широко применяются дисперсные, кислотные, сернистые, активные, катионные, прямые, кубовые красители, которые при очистке сточных вод плохо удаляются биологическим методом. Кроме того, биологическая очистка малоэффективна для обесцвечивания сточных вод [6]. Ряд красителей, используемых в промышленности, оказывает канцерогенное, мутагенное, аллергенное, гонадотоксиче-ское действие [2]. Наиболее токсичными являются дисперсные и кислотные красители.
В настоящее время большое внимание уделяется разработке методов очистки сточных вод от красителей различных классов, а также новых замкнутых технологий процесса крашения и печатания тканей. Для удаления из окрашенных вод кислотных красителей предлагаются такие адсорбенты, как дерево, торф; для дисперсных и катион-ных красителей используют торф и активированный уголь. Активированный уголь, синтетические ионообменные полимеры, применяемые для очистки кислотных, активных и прямых красителей, малоэффективны для дисперсных красителей [3]. Для удаления плохо растворимых в воде дисперсных, кубовых, сернистых красителей используют коагуляцию известью, квасцами, солями железа. Сейчас во многих странах проводятся исследования, направленные на изучение возможности использования ионизирующего излучения для очистки сточных вод от красителей, удаление которых затруднено. Такое излучение обусловливает распад сложных молекул красителей на более простые структуры, легко поддающиеся биологическому разложению. Иногда ионизирующее излучение применяют совместно с химическим реагентом озоном, однако нерастворимые красители плохо поддаются озонированию [5].
Для повторного использования сточной воды красиль-но-отделочных производств текстильной промышленности разрабатываются замкнутые технологические схемы очистки, позволяющие исключить загрязнение окружающей среды [7]. Применяющаяся в настоящее время система очистки сточных вод красильно-отделочных производств, сбра-
сываемых в городскую канализационную сеть, неэффективна для большинства классов красителей, и многие из них, попадая в водоемы, оказывают токсическое действие на рыбу, водоросли, активный ил [8].
Для гигиенической оценки загрязнения воды красящими веществами нами разработан метод совместного определения красителей: сернистого черного, сернистого синего 3, дисперсного желтого прочного 2К — с применением хроматографии в тонком слое сорбента в присутствии кислотных красителей.
Для концентрирования микроколичеств красителей в пробах воды использовали сорбцию на активированном угле, силикагеле, кизельгеле, полимерных сорбентах. В результате исследований выявлено, что сернистые и дисперсные красители практически не сорбировались на колонках, заполненных изучаемыми сорбентами, и уменьшение оптической плотности после прохождения окрашенных водных растворов через хроматографические колонки было незначительным. Кроме того, невозможно применить экстракцию красителей из воды органическими растворителями, так как вещества, в которых красители растворимы, смешиваются с водой.
В связи с изложенным для концентрирования использовали способ упаривания. Сернистые красители при упаривании в присутствии сернистого натрия не разлагаются, потери дисперсного прочного желтого 2К и кислотных красителей не превышают 5%.
При разработке метода нами были испытаны многие растворители и их смеси в качестве элюента для разделения изучаемых красителей. Почти во всех растворителях красители разделялись на серии полос или образовывали «хвосты». Удовлетворительное разделение сернистых, дисперсных и кислотных красителей достигнуто в смеси мо-ноэтаноламина и дистиллированной воды в соотношении 1 :3, пятна красителей после разделения на пластинке «Силуфол» четкие и компактные. Одновременно были изучены спектрофотометрические характеристики красителей в различных растворителях и установлены максимумы светопоглощения для каждого из них. Разработан метод определения сернистого черного и дисперсного прочного желтого 2К в воде, а также кислотного хромового черного, кислотного хромового синего 2К и дисперсного алого Ж. Диапазон измеряемых концентраций в пересчете на 100 % краситель составляет 0,01 — 1 мг/л.
Для выполнения измерений к 500 мл исследуемой воды добавляют 10 мл 3% раствора сернистого натрия и по частям выпаривают на песчаной бане, приливая в стакан воду по мере уменьшения объема. Пробу выпаривают
