УДК 614.71 : 621.43.06
МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ 3,4-БЕНЭП ИРЕНА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
/С. Веттиг
Отделение общей и коммунальной гигиены Института гигиены Университета
им. Гумбольдта, Берлин
Для определения 3,4-бензпирена, абсорбируемого в атмосферном воздухе частицами пыли, в большинстве случаев пользуются экстрагированием бензолом. Экстракт подвергают хроматографическому фракционированию на колонках; фракции, содержащие 3,4-бензпирен, выпариваются, остаток растворяется в циклогексане. Бензпирен определяют по спектрам поглощения в ультрафиолетовой области или флуоресцентным спектрам.
Уже в 1957 г. Johne, Kleiss и Reuter указывали, что хроматографиче-ского разделения на колонках из А1203, описанного в 1954 г. Kotin, Falk и Thomas, не всегда достаточно для полного отделения 3,4-бензпирена от других углеводородов. Поэтому для определения наличия 3,4-бензпирена в выхлопных газах автомобилей они модифицировали метод Wieland и Kracht и после фракционирования с помощью колонковой хроматографии осуществляли последующую очистку фракций, содержащих бензпирен, с помощью бумажной хроматографии. При этом особенно хорошо отделяется 1,12-бензперилен.
Основы для разделения полициклических углеводородов с помощью бумажной хроматографии были заложены в 1955—1938 гг. Tarbeil и др., Gruenvald и Bergmann, Pietzsch, Maly, Wieland и Kracht, причем их методики отличаются применяемыми системами растворителей и сортом бумаги. Grimmer разработал подробную методику определения 3,4-бензпирена в конденсате табачного дыма, которая была модифицирована автором для определения 3,4-бензпирена в атмосферном воздухе.
Определение 3,4-бензпирена ведут следующим образом: а) экстрагирование пробы: 0,01—2 г-пыли (в зависимости от количества бензпирена) экстрагируют бензолом в аппарате Сокслета до тех пор, пока оттекающий экстракт перестанет флуоресцировать; б) хроматография на колонках: экстракт, уменьшенный в объеме до 0,5—1 мл с помощью вакуумной дистилляции при 40°, количественно переносят на колонку из А120з. Последний частично дезактивируется путем высушивания и последующего кондиционирования водой. При этом содержание воды в сорбенте подбирают с таким расчетом, чтобы 3,4-бензпирен при элюировании циклогексаном появлялся во фракции в объеме 50—60 мл; в) хроматография на бумаге; бензпиреновые фракции выпариваются в вакууме при 40° до 0,5—1 мл, остаток наносят полоской шириной 5 см на хроматографическую бумагу, импрегнирован-ную диметилформамид-ацетоном в отношении 2: 1. В качестве эталона для сравнения используют 3,4-бензпирен. Хроматографию осуществляют нисходящим путем; в качестве разделяющего вещества мы применяем декалин, насыщенный диметилформамидом (1:1). Как уже сообщал Grimmer, эта система отличается способностью к большой нагружен-ности. Проявление длится около 8 часов до тех пор, пока начальная линия не расположится на расстоянии 30 см от линии растворителя. Затем бензпиреновое пятно маркируется при освещении ультрафиолетовой лампой, быстро вырезается и экстрагируется циклогексаном (2X10 мл). Соединенные экстракты выпаривают до 1 мл, остаток переносят в мерную колбу на 5 мл и доводят до метки циклогексаном;
г) количественное определение 3,4-бензпирена по спектрам поглощения в ультрафиолетовой области: спектр поглощения бумажного экстракта регистрируется в области 375—400 ммк, и количество бензпирена определяют на градуировочной кривой по разнице экстинкции максимума и минимума.
Спектры регистрируют с помощью спектрофотометра Бекмана G 2400. Применяемые ¡кварцевые кюветы имеют диаметр 1 см. Для сравнения применяется 3,4-бензпирен химической фабрики Букс С. Г.
Растворитель и реактивы готовят так: а) бензол применяют наиболее чистый Берлинской химической фабрики VEB, который подвергают очистке путем дистилляции; б) циклогексан: продукт с маркой «чистый» поставляется химической лабораторией VEB Апольда, подвергается очистке путем дистилляции и хроматографии на колонке из А1203 (2,5X120 см). При 230 ммк его экстинкция Е=0,023; в) окись алюминия: применяется А1203 «для хроматографических целей, стандартизованный по Beckmann» VEB химического завода Грейц-Делау. Величина применяемого зерна 0,063—0,16 мм. Окись алюминия подвергают частому встряхиванию в течение 1 часа в 5 н. HCl, затем отфильтровывают и промывают дистиллированной водой до тех пор, пока pH оттекающей воды не составит 4—5. Затем в течение 15 мин. осуществляют сухое отсасывание, после чего высушивают А120з в течение 30 часов при 125°. Далее окись алюминия в охлажденном виде оставляется в эксикаторе для насыщения влагой до 2,4%; небольшие порции (10—20 г) А120з помещают над водой. Затем окись алюминия отмывают в спектрально чистом циклогексане и вводят в колонку (1X20 мл) без пузырьков; г) хроматографическая бумага: бумага сорта FN2 фабрики Карл А. Боденштейн, Купфергаммер, импрегнируется в течение 5 мин. ацетон-диметилформамидом и отжимается между листами фильтровальной бумаги. Затем на начальную линию шириной 5 см наносят пробу, причем надо следить за тем, чтобы бумага вокруг начальной линии не располагалась на подкладке. Этого достигают путем подкладывания 2 стеклянных палочек на расстоянии 2 см от начальной линии. Хрома-тографическую камеру в течение 2 дней до первого применения насыщают декалином и диметилформамидом. На дне сосуда размещают чашку с фосфорпентоксидом.
Разработанная нами методика Триммера при правильно поставленной работе характеризуется высокой чувствительностью (0,5—1 мкг бензпирена /мл), потерей вещества в среднем 10—15% и воспроизводимостью результатов. Особенно хорошо отделяются полиароматические углеводороды, мешающие количественной оценке спектра бензпирена (1,12-бензперилен, бензофлюорантен). Определение 3,4-бензпирена по описанному методу длится Р/г—2 дня.
ЛИТЕРАТУРА
Bergmann Е. D., G г u е n w а 1 d Т., J. appl. Chem., 1957, v. 7, p. 15. — G г i m-mer G., Beitr. Tabakforsch., 1961, Bd. 3, S. 107.— Johne К., К1 e i s s I., Reuter A., An gew. Chem., 1957, Bd. 69, S. 675.— Kot in P., Falk H. L., Thomas M.. Arch, industr. Hvg., 1954, v. 9, p. 164. —Maly E., Nature, 1958, v. 181, p. 688.— Pietz se h A., Pharmazie, 1957, Bd. 12, S. 24. — T a r b e 11 D. S., Brookes E. С.. Vanterpool A. et al., J. Am. chem. Soc., 1955, v. 77, p. 767. — Wieland О., К г a с h t W., Angew. Chem., 1957, Bd. 69, S. 172.
Поступила 11/VII 1963 r.