Справочная литература
Физико-химические исследования и методы контроля веществ в гигиене окружающей среды
Физико-химические исследования и методы контроля веществ в гигиене окружающей среды

ПРЕДИСЛОВИЕ

Неучтенные химические вещества, содержащиеся в окружающей среде и поступающие от источников загрязнения, могут представлять серьезную опасность для здоровья человека. При этом в отношении оценки опасности химического воздействия среды на здоровье населения успехи аналитической химии нередко опережают успехи гигиены. Для доказательства этого остановимся на нескольких положениях.
В последнее время при оценке состояния среды и ее влияния на здоровье населения возникла необходимость перехода от характеристики, основанной на использовании ограниченного набора показателей, к пониманию того, что в реальных условиях загрязнения окружающей среды на человека одно­временно воздействуют десятки и сотни веществ. Между тем химико-аналитический мониторинг состояния среды основан на учете ограниченного и стандартного набора контролируемых показателей. Отметим также, что при контроле практически не учитываются процессы трансформации веществ, нередко приводящие к образованию более токсичных и опасных соединений, чем исходные вещества. Проблема усугубляется еще и тем, что в основе большинства официальных методов контроля качества среды, используемых как в нашей стране, так и за рубежом, лежит принцип целевого определения, ориентированного на анализ конкретных веществ или групп соединений. В то время как окружающая среда часто представляет собой объекты практически неизвестного состава. Такой подход не учитывает присутствие неидентифицированных и контроль ненормированных веществ. Поэтому актуальность приобретает аналитический мониторинг, основанный на идентификации с количественной оценкой максимально полных спектров веществ, содер­жащихся в объектах окружающей среды или поступающих от источников загрязнения.
Расшифровка реальных спектров по компонентному составу, уровню и групповой принадлежности веществ важна для совершенствования системы аналитического контроля качества окружающей среды, а также для решения многих гигиенических задач, в частности оценки риска опасности химического воздействия ее на здоровье населения, оценки реальной химической нагрузки на человека, поиска источника загрязнения, оценки безопасности и эффективности новых технологий, оценки оздоровительных мероприятий, сертификации новой продукции и др.
Так, в атмосферном воздухе у автомобильных магистралей с интенсивным движением автотранспорта выявлено до 175 соединений, в частности полициклические ароматические углеводороды, фураны, инданы, органические нитрилы и кислоты, нафталины, альдегиды, кетоны, фталаты, предельные, непредельные, циклические углеводороды. Среди них обнаружены вещества 2-го класса опасности в концентрациях, превышающих предельно допустимые, в том числе акролеин, a-метакролеин, бензол, стирол, нонаналь, фенол, формальдегид. В превышающих предельно допустимые концентрациях присутствовали также ацетальдегид, ацетофенон, фуран, 2-метил­фуран, этилбензол, диэтилбензол, 2-метилпропаналь, алкилбензолы. Наряду с канцерогенным бензолом, обнаружены вещества, также относящиеся к разряду канцерогенных — четыреххлористый углерод, иодистый метил, в концентрациях до 22 ПДК — ацетальдегид. Среди идентифицированных веществ 14 соеди­нений включено в перечень 129 приоритетных для контроля загрязняющих веществ, установленный Агентством по охране окружающей среды США.
Ярким примером несовершенства системы аналитического мониторинга может служить контроль состояния атмосферного воздуха г. Москвы во время лесных пожаров летом 2010 г. Контроль осуществляли по перечню показа­телей, который включал в основном анализ содержания озона, оксидов угле­рода и азота, взвешенных частиц и некоторых органических веществ. Однако при этом остались неучтенными большинство соединений, способных присутствовать в воздушном бассейне города. В солнечную погоду, для которой характерен высокий уровень УФ-излучения и высокая температура воздуха, следовало ожидать присутствия в городском воздухе большого количества токсичных продуктов трансформации, образующихся при фотохимических превращениях загрязняющих веществ, в частности альдегидов, кетонов, поли­циклических ароматических углеводородов, хлорсодержащих соединений и др. При оценке риска здоровью населения их влияние осталось неучтенным.
Значимость учета широких спектров органических веществ и уровней их содержания можно проиллюстрировать на примере расчета реальной химической нагрузки на человека или оценке степени риска здоровью населения. Так, по нашим данным, уровень загрязнения воздушной среды, рассчитанный по суммарному превышению ПДК только по органическим соединениям, в районе расположения мусоросжигательного завода составлял 127, комнаты с табачным дымом — 79. Расчет же суммарного превышения ПДК по стандартным показателям не дал истинного представления о реальной опасности химического загрязнения окружающей среды для здоровья человека. Это свидетельствует о значимости оценки спектров веществ, реально содержащихся в окружающей среде.
Более чем 30-летний опыт аналитических исследований в области гигиены окружающей среды дал возможность только используемыми в лаборатории физико-химических исследований нашего института методами суммировать данные о качественном составе и концентрациях веществ, реально содержащихся в объектах окружающей среды: атмосферном воздухе — около 500, воздушной среде жилых и общественных зданий — 560, питьевой воде — 142, поверхностных водах — около 300, почве — около 200. Идентифицированные соединения принадлежали к различным группам (более 30) химических веществ: углеводородов, их кислород-, азот-, сера- и галогенсодержащих производных. Обнаружено, что вещества, поступающие в окружающую среду от источников загрязнения, всегда представлены в виде спектров переменного состава: от нескольких десятков до нескольких сотен соединений в зависимости от природы конкретного источника загрязнения. Это свидетельствует об ограниченности государственной системы аналитического мониторинга среды, включающей стандартный набор до 20–60 контролируемых показателей. В связи с этим стала очевидной необходимость учета реальных спектров веществ и уровней их содержания при оценке влияния загрязнения среды на здоровье населения, т. к. оценка только по стандартным показателям не дает истинного представления о реальной опасности химического загрязнения окружающей среды.
Проведенные аналитические исследования выявили отставание гигиенического нормирования от реального загрязнения среды. Не мог не вызвать тревоги анализ идентифицированных в объектах окружающей среды веществ: более половины органических соединений не имели гигиенических нормативов (в атмосферном воздухе и воде — до 52–69 %, почве — до 90 %, воздушной среде жилой зоны — до 70 %). Вызвало обеспокоенность также и то, что обнаруживались вещества, содержание которых не нормировано, но их высокая токсичность не оставляла сомнений, т. к. они относились к известным группам высокотоксичных соединений. Среди групп атмосферных загрязнений, в состав которых входили высокотоксичные вещества — органические нитрилы и нитраты, альдегиды, кетоны, галогенуглеводороды, доля ненормированных веществ составляла от 46 до 87 %. Некоторые из контролируемых веществ относятся к экосупертоксикантам и высокотоксичным и опасным веществам, принадлежащим к 1 и 2 классам опасности и нередко оказывающим на организм человека канцерогенное действие.
Таким образом, информация о состоянии окружающей среды в отношении химической опасности, полученная современными физико-химическими мето­дами исследований, остается нереализованной. Гигиеническая опасность более половины обнаруженных веществ не известна. Гигиеническая оценка состояния окружающей среды не адекватна реальному уровню химического загрязнения. Состояние здоровья населения продолжает оцениваться с учетом ограниченного числа химических показателей. Не может не вызывать тревоги тот факт, что существующая в нашей стране система государственного контроля химического загрязнения окружающей среды ориентирована на ограниченное количество показателей. Такой подход не учитывает идентификацию неизвестных и ненормированных веществ, поэтому их влияние на население, оставаясь бесконтрольным, может представлять угрозу его здоровью.
В монографии приведены разработанные специалистами лаборатории физико-химических исследований нашего института за последние 15 лет 65 методических указаний по методам контроля 189 веществ в окружающей среде. Последовательность расположения методов контроля представлена следующим образом: в каждой главе сначала приведены методы контроля индивидуальных веществ (по алфавиту), затем — методы контроля многокомпонентных веществ.
Авторы также весьма признательны за предоставленную возможность химико-аналитических исследований объектов окружающей среды, в частности сотрудникам лабораторий: гигиены атмосферного воздуха (руководитель — д. м. н., проф. М.А. Пинигин), гигиены жилой среды (руководитель — д. м. н.,  проф. Ю.Д. Губернский), гигиены питьевого водоснабжения (руководитель — д. м. н., проф. Р.И. Михайлова), гигиены почвы (руководитель — к. м. н. И.А. Крятов).

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ
Часть I. Физико-химические исследования в гигиене окружающей среды
ГЛАВА 1. АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ГИГИЕНЕ
1.1. Физико-химические методы анализа химических веществ в окружающей среде
1.2. Гигиеническая значимость анализа органической составляющей химического загрязнения объектов окружающей среды

ГЛАВА 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ РЕАЛЬНЫХ СПЕКТРОВ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
2.1. Вещества, поступающие от автомобильного транспорта
2.2. Вещества, поступающие от мусоросжигательного завода
2.3. Вещества, поступающие от предприятий химической промышленности
2.4. Вещества, выделяющиеся в процессе деструкции поливинилхлорида при экструзии
2.5. Вещества, выявляющиеся в процессе облагораживания автомобильных бензинов
2.6. Вещества, выделяющиеся при разных способах обработки материалов
2.7. Вещества, поступающие от предприятий пищевой промышленности
2.8. Вещества, поступающие от фармацевтического производства на основе растительного сырья
2.9. Вещества, выделяющиеся наземной растительностью
2.10. Органические соединения, обнаруженные в городском атмосферном воздухе

ГЛАВА 3. Спектры загрязняющих веществ в воздушной среде жилых и общественных зданий
3.1. Вещества, адсорбированные на бытовой пыли
3.2. Вещества, поступающие с табачным дымом
3.3. Вещества, обнаруженные в холодильных агрегатах
3.4. Вещества, поступающие от полимерных материалов
3.5. Вещества, выделяемые пищевыми продуктами
3.6. Вещества, поступающие в воздух с биосредами человека
3.7. Вещества, обнаруженные в воздушной среде жилых и общественных зданий

ГЛАВА 4. СПЕКТРЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
4.1. Вещества, обнаруженные в питьевой воде
4.2. Вещества, обнаруженные в поверхностных водах
4.3. Проблемы трансформации веществ при обеззараживании воды под влиянием сильных окислителей в процессе
водоподготовки
4.3. Исследование расфасованных вод

ГЛАВА 5. СПЕКТРЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВЫ
5.1. Химико-аналитические аспекты гигиенической оценки нефтяного загрязнения почвы

ГЛАВА 6. ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ГИГИЕНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ГЛАВА 7. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ГИГИЕНЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ
2.1. Летучие органические соединения, обнаруженные в атмосферном воздухе вблизи расположения мусоросжигательного завода
2.2. Органические соединения, обнаруженные в атмосферном воздухе вблизи расположения предприятия по производству полимерных материалов на основе полиолефинов
2.3. Органические соединения (мг/м3), обнаруженные в атмосферном воздухе вблизи расположения предприятия по производству материалов для покрытия кровель зданий
2.4. Органические вещества, обнаруженные в атмосферном воздухе вблизи расположения производства электротехнической промышленности с использованием процесса экструзии поливинилхлорида
2.5. Органические вещества, обнаруженные в атмосферном воздухе вблизи установки по облагораживанию автомобильных топлив
2.6... Органические вещества, обнаруженные в воздухе на разных этапах технологического процесса производства растворимого кофе на пищевом комбинате «Русский продукт»
2.7.   Вещества, идентифицированные в воздушных выбросах шоколадной фабрики
2.8... Содержание (масс %) органических соединений в летучей фракции перца
2.9... Органические соединения, обнаруженные в выбросах пыли из очистных сооружений и  атмосферном воздухе в районе расположения фармацевтической фабрики
2.10. Содержание  (масс. %)  основных идентифицированных соединений в летучих выделениях деревьев сибирских пород
2.11. Перечень летучих органических соединений С1–С20, обнаруженных в городском атмосферном воздухе
3.1... Основные токсичные вещества, адсорбированные на бытовой пыли
3.2... Органические вещества, обнаруженные в табачном дыме, и их гигиеническая значимость
3.3... Летучие органические соединения в воздушной среде помещений       жилых и общественных зданий
5.1... Содержание летучих органических соединений в почве в районе расположения химических заводов

Часть II. Физико-химические методы анализа загрязняющих веществ в окружающей среде
Глава 1. ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
1.1.. Оптические методы анализа
1.2.. Электрохимичесие методы анализа
1.3.. Хроматографические методы анализа
Глава 2. НОВЫЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ДЛЯ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ НАУКИ И САНИТАРНОЙ ПРАКТИКИ
Глава 3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ
3.1. Методы контроля индивидуальных веществ
3.1.1. Определение Агидола 110 в атмосферном воздухе методом жидкостной хроматографии. Методические указания МУК 4.1.2515–09
3.1.2. ВЭЖХ определение диоксацина в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1045а–01
3.1.3. Спектрофотометрическое определение карбоксиметилцеллюлозы натриевой соли в атмосферном воздухе. Методические указания МУК 4.1.1958–05
3.1.4. Газохроматографическое определение метанола в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1046а–01
3.1.5. Газохроматографическое определение нафталина в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1042–01
3.1.6. Газохроматографическое определение несимметричного диметилгидразина (НДМГ) в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1048–01
3.1.7. Хромато-масс-спектрометрическое определение никотина в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1048а–01
3.1.8. Спектрофотометрическое определение субтилизина (протеазы) в атмосферном воздухе. Методические указания МУК 4.1.1959–05
3.1.9. Газохроматографическое определение тиамина хлорида в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1051–01
3.1.10. Газохроматографическое определение токоферола ацетата в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1052–01
3.1.11. Хромато-масс-спектрометрическое определение фенола в воздухе. Методические указания МУК 4.1.733–99
3.1.12. Ионохроматографическое определение формальдегида в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1052–01
3.1.13. Хромато-масс-спектрометрическое определение 2-хлорпропена в атмосферном воздухе. Методические указания МУК 4.1.2324–08
3.2. Методы контроля многокомпонентных веществ
3.2.1. Газохроматографическое определение алкилфенолов в атмосферном воздухе. Методические указания МУК 4.1.2514–09
3.2.2. Газохроматографическое определение акрилонитрила, ацетонитрила, диметиламина, диметилформамида, диэтиламина, пропиламина, триэтиламина и этиламина в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1044а–01
3.2.3. Методические указания по газохроматографическому определению ароматических, серасодержащих, галогенсодержащих веществ, метанола, ацетона и ацетонитрила в атмосферном воздухе. Методические указания МУК 4.1.598–96
3.2.4. Хромато-масс-спектрометрическое определение веществ, входящих в состав табака и табачной пыли, в атмосферном воздухе. Методические указания МУК 4.1.1673-03
3.2.5. Газохроматографическое определение винилхлорида и ацетальдегида в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1957–05
3.2.6. Хромато-масс-спектрометрическое определение в воздухе летучих органических веществ кофе. Методические указания. Свидетельство об аттестации методики измерений № 01.00225/205-37-11
3.2.7. Хромато-масс-спектрометрическое определение в атмосферном воздухе летучих компонентов ароматизаторов при производстве жевательной резинки. Методические указания МУК 4.1.2325–08
3.2.8. Методические указания по хромато-масс-спектрометрическому определению летучих органических веществ в атмосферном воздухе. Методические указания МУК 4.1.618–96
3.2.9. Методические указания по газохроматографическому определению меркаптанов (метил-, этил-, пропил-, бутилмеркаптанов) в атмосферном воздухе. Методические указания МУК 4.1.619–96
3.2.10. Хромато-масс-спектрометрическое определение полициклических ароматических углеводородов в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1044–01
3.2.11. Хромато-масс-спектрометрическое определение в воздухе ограниченно летучих органических веществ кофе. Методические указания. Свидетельство об аттестации методики измерений № 01.00225/205-38-11
3.2.12. ВЭЖХ определение формальдегида и предельных альдегидов (С2–С10) в воздухе. Методические указания МУК 4.1.1045–01
Глава 4.  МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО И КУЛЬТУРНО-БЫТОВОГО ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
4.1. Методы контроля индивидуальных веществ
4.1.1. Методические указания по газохроматографическому определению акрилонитрила в воде. Методические указания МУК 4.1.658–96
4.1.2. Хроматографическое определение 1,2,3-бензотриазола в воде. Методические указания МУК 4.1.1208–03
4.1.3. Определение бромат-ионов в питьевой воде спектрофотометрическим методом. Методические указания МУК 4.1.2586–10
4.1.4. Определение бромид-ионов в питьевой воде спектрофотометрическим методом. Методические указания МУК 4.1.2587–10
4.1.5. Методические указания по газохроматографическому определению дивинилбензола в воде. Методические указания МУК 4.1.660–96
4.1.6. Газохроматографическое определение дивинилбензола в воде. Методические указания МУК 4.1.743–99
4.1.7. Методические указания по газохроматографическому определению диметилового эфира в воде. Методические указания МУК 4.1.655–96
4.1.8.(1). Методические указания по газохроматографическому определению динила в воде. Методические указания МУК 4.1.659–96
4.1.8.(2). Газохроматографическое определение диэтилбензола в воде. Методические указания МУК 4.1.746–99
4.1.9. Газохроматографическое определение e-капролактама в воде. Методические указания МУК 4.1.1209–03
4.1.10. Определение иода в воде. Методические указания МУК 4.1.1090–02
4.1.11. Фотометрическое определение иода в воде. Методические указания МУК 4.1.747–99
4.1.12. Спектрофотометрическое определение иода (по иодид-иону) в воде. Методические указания МУК 4.1.2223–07
4.1.13. Хемилюминесцентное определение иода (по иодид-иону) в воде. Методические указания МУК 4.1.2224–07
4.1.14. Определение меламина в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Методические указания. Свидетельство об аттестации методики измерения № 11/01.00224/2010
4.1.15. Определение мелема в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Методические указания.
Свидетельство об аттестации методики измерения № 12/01.00224/2010
4.1.16. Газохроматографическое определение метилизобутилкарбинола в воде. Методические указания МУК 4.1.1210–03
4.1.17. Газохроматографическое определение 2-метил-5-винил-пиридина в воде. Методические указания МУК 4.1.748–99
4.1.18. Газохроматографическое определение несимметричного диметилгидразина в воде. Методические указания МУК 4.1.1211–03
4.1.19. Определение ПХДС-Т (триэтаноламмониевые соли сульфокислот трихлорбензола и пентахлорбифенила) в воде методом ВЭЖХ. Методические указания МУК 4.1.1091–02
4.1.20. Газохроматографическое определение стирола в воде. Методические указания МУК 4.1.751–99
4.1.21. Методические указания по газохроматографическому определению толуола в воде. Методические указания МУК 4.1.651–96
4.1.22. Хромато-масс-спектрометрическое определение трииодметана (иодоформа) в воде. Методические указания МУК 4.1.2225–07
4.1.23. Методические указания по газохроматографическому определению фенола в воде. Методические указания МУК 4.1.647–96
4.1.24. Газохроматографическое определение фенола в воде. Методические указания МУК 4.1.752–99
4.1.25. Ионохроматографическое определение формальдегида в воде. Методические указания МУК 4.1.753–99
4.1.26. Методические указания по реакционно-хроматографическому определению формальдегида в воде. Методические указания МУК 4.1.653–96
4.1.27. Газохроматографическое определение хлорпикрина в воде. Методические указания МУК 4.1.1212–03
4.1.28. Методические указания по газохроматографическому определению этилбензола в воде.
Методические указания МУК 4.1.652–96
4.2. Методы контроля многокомпонентных веществ
4.2.1. Газохроматографическое определение акрилонитрила, ацетонитрила, диметилформамида, диэтиламина и триэтиламина в воде. Методические указания МУК 4.1.1206–03
4.2.2. Газохроматографическое определение анилина, нитробензола, м-нитрохлорбензола и м-толуидина в воде. Методические указания МУК 4.1.1207–03
4.2.3. Методические указания по газохроматографическому определению ацетона, метанола, бензола, толуола, этилбензола, пентана, о-, м-, п-ксилола, гексана, октана и декана в воде. Методические указания МУК 4.1.650–96
4.2.4. Газохроматографическое определение бензола, трихлорэтилена, толуола, тетрахлорэтилена, хлорбензола, этилбензола, м-, п-ксилолов, о-ксилола, стирола, изопропилбензола, о-хлортолуола и нафталина в воде. Методические указания МУК 4.1.1205–03
4.2.5. Методические указания по газохроматографическому определению галогенсодержащих веществ в воде. Методические указания МУК 4.1.646–96
4.2.6. Методические указания по хромато-масс-спектрометрическому определению летучих органических веществ в воде. Методические указания МУК 4.1.649–96
4.2.7. Хромато-масс-спектрометрическое определение фенолов в воде. Методические указания МУК 4.1.737–99
4.2.8. Хромато-масс-спектрометрическое определение фталатов и органических кислот в воде.
Методические указания МУК 4.1.738–99

Глава 5. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ПОЧВУ
5.1. Определение концентрации нефти в почве методом инфракрасной спектрофотометрии. Методические указания МУК 4.1.1956-05
5.2. Хромато-масс-спектрометрическое определение летучих органических веществ в почве и отходах производства и потребления. Методические указания МУК 4.1.1061-01
5.3. Хромато-масс-спектрометрическое определение труднолетучих органических веществ в почве и отходах производства и потребления. Методические указания МУК 4.1.1062–01

ЛИТЕРАТУРА
ОБ АВТОРАХ