Способ определения пороговой концентрации поверхностно-активных веществ в водоеме по гигиеническим критериям вредности Советский патент 1992 года по МПК G01N33/18 

Изобретение относится к профилактической токсикологии и гигиене и может быть использовано при гигиеническом нормировании содержания поверхностно-активных веществ (ПАВ) в водоемах хозяйственно-бытового назначения.

Известны органолептические способы нормирования содержания ПАВ в водоемах, основанные на оценке свойств воды по запаху, привкусу, пенообразованию, пленко- образованию и др. Исходя из концепции, что любой ксенобиотик безвреден до определенной концентрации, названной пороговой, безвредные дозы загрязнителей устанавливаются на уровне подпороговой концентрации.

Определение пороговых концентраций по запаху, привкусу воды, пенообразованию проводится следующим образом: готовят серию растворов ПАВ заданных концентраций, а затем с помощью добровольцев (людей) устанавливают пороговые концентрации веществ по запаху, привкусу или визуально. В качестве ПДК затем принимают наинизшую концентрацию ПАВ, при которой проявляется хотя бы одно из

этих свойств. Для проведения нормирования одного ПАВ в водоемах описанным способом требуется занятость 2 чел./мес.

Недостатки этого способа определения ПДК: примитивность, субъективность оценки людьми, использование людей связано с риском для их здоровья, длительность анализа.

Цель изобретения - сокращение времени проведения анализа, исключение испытаний на людях.

Указанная цель достигается использованием способа определения концентрации, при которой достигается предельная адсорбция (КДПА) на границе вода-воздух, для определения ПДК ПАВ.

Способ определения объемной концентрации ПАВ, при которой достигается предельная (поверхностная) адсорбция (Cm), достаточно прост и заключается в нахождении точки на изотерме поверхностного натяжения о f(lnC), при которой криволинейный участок переходит в прямолинейный.

Концентрация достижения предельной адсорбции (Cm) в настоящее время находит

применение только в теоретических выкладках, связанных со строением адсорбционного слоя ПАВ на жидких поверхностях.

Значение Cm для ряда ПАВ, найденные известным способом из изотермы поверхностного натяжения, в пределах погрешностей совпадают с минимальными пороговыми концентрациями по органо- лептическим ЛПВ, по которым затем устанавливаются предельно-допустимые концентрации ПАВ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. При этом в качестве лимитирующих признаков установления ПДК использовались: санитарно-токси ко логический (с.-т.), обще-санитарный (общ.), ор- ганолептический (орг.).

В табл. 1 сопоставлены ПДК для ПАВ с концентрациями достижения предельной адсорбции (Cm) этих же ПАВ, определенные из изотерм поверхностного натяжения.

В табл. 2 приведены данные по достижению сокращения длительности анализа, определению пороговых концентраций известным и предлагаемым способами.

Для исследования выбраны наиболее распространенные типы ПАВ: алкилсульфа- ты натрия фр. Ci2-Ci4, оксиэтилированный (10 мол.о.э.) изононилфенол, оксиэтилиро- ванные спирты фр. на 12 мол.о.э., натрийполиэтиленгликольсульфат фр. Ci2 Сн (3 мол.о.э.), алкилбензилдиметиламмоНИЙХЛОРИД фр. .

Пример 1 (известный), 1.1. Определение порога пенообразования проводят по методу Штюпеля, модифицированного Мо- жаевым. В два градуированных цилиндра вместимостью 1000 см3 с притертыми пробками наливают по 500 см3 воды с исследуемой концентрацией вещества и с контрольной водой. В течение 15с проводят 15 опрокидываний цилиндра, вначале контрольного, затем опытного и измеряют пено- образующую способность. За пороговую принимают концентрацию, при которой отсутствует стабильная крупноячеистая пена, а высота мелкоячеистой у стенок не превышает 1-1,5 мм.

1.2. Установление пороговых концентраций ПАВ по запаху проводят на людях. На испытания каждого продукта привлекают 10 человек. Опыты проводят в хорошо проветриваемом помещении, где отсутствует посторонний запах. Через 1,5-2 ч после приема пищи и курения испытуемые включаются в проведение эксперимента. Предварительно готовят растворы разных концентраций 0,05-10 мг/дм , объем по 100 см каждого. Растворы помещают в специальные колбы (широкие с притертой

пробкой, вместимостью 250 см3). Растворы готовят на водопроводной дехлорированной воде. Определение начинают с контрольных проб (дехлорированной воды) и

продолжают в направлении увеличения концентрации. Перед определением запаха колбы с раствором встряхивают, испытуемый подносит ее к носу, быстро открывает. После этого делает несколько глубоких вдо0 хов и отмечает наличие или отсутствие запаха, его характер и интенсивность по 5-балльной шкале, включающей нулевой балл - полное отсутствие запаха.

1.3. Установление пороговых концент5 раций ПАВ по привкусу аналогична методике по п. 1.2. Определение привкуса производят при полоскании рта примерно 5 см исследуемого раствора в течение 3-5 с с последующим ополаскиванием кон0 трольной дехлорированной водой. Пороговой считают концентрацию ПАВ, вызывающую привкус, соответствующей 2 баллам. Время, затраченное на проведение исследования одного продукта, 24 ч, требу5 емое количество сотрудников 1, добровольцев 20. Результаты представлены в табл. 2, Пример 2. Определение пороговой концентрации ПАВ в водной среде по орга- нолептическим признакам вредности по

0 концентрации, при которой достигается предельная адсорбция молекул ПАВ на границе вода-воздух (предлагаемый). Для этого готовят растворы ПАВ на водопроводной дехлорированной воде, последовательно

5 разбавляя вдвое 0,1%-ный раствор ПАВ, получают растворы, содержащие ПАВ (а мг/дм3): 1000; 500; 250; 125; 62,5; 31,25; 15,62; 7,81; 3,905; 1,95; 0,97; 0,48; 0,24; 0,12; 0,06; 0,03; 0,015; 0,0075;

0 измеряют поверхностное натяжение приготовленных водных растворов ПАВ на тензиометре Дю Нуи. При этом получают, например, для растворов оксиэтилирован- ных нонилфенолов следующие значения

5 (мН/м): 32,9; 32,8; 32,7; 32,6; 33,1; 38,5; 35,5; 37,9; 42,4; 46,7; 48,4; 53,4; 55,5; 60,1; 64,3; 66,3; 67,2; 68,0; 69.2 соответственно (вода 71,4);

строят полулогарифмическую зависи0 мость;

находят концентрацию, при которой достигается предельная адсорбция на границе вода-воздух (Cm), как область пересечения линейного участка изотермы с

5 криволинейным.

Время, затраченное на проведение измерений и определение Cm 3 ч, фактическое количество персонала - 1 лаборант.

Результаты измерений приведены в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что для все приведенных в описании ПАВ (натрий алкил- сульфатыфр.),

изононилполиоксиэтиленгликолевые (10) эфиры, оксиэтилированные спирты фр. Ci2 Cis, 12 мол.о.э., натрий алкилполиэтиленг- ликольсульфатфр.,

алкилдиметилбензиламмоний хлорид фр. ) пороговая концентрация, определяемая по концентрации достижения пре- дельной адсорбции, равна минимальной из трех пороговых, определяемых по органо- лептическим признакам вредности. При этом следует учесть, что ПДК для ПАВ устанавливается по минимальной пороговой концентрации изменения органолептиче- ских признаков вредности.

Однако для определения пороговой концентрации предлагаемым способом не- обходимы 3 чел./ч, известным способом (38) (1 + 10 + 10) 5С4чел./ч,т.е. выигрыш в трудоемкости в 168 раз.

Кроме того, пороговая концентрация, устанавливаемая по величине Cm, определяется по объективной физико-химической ха- рактеристике - поверхностному натяжению - приборным методом.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет существенно сократить трудозатраты и повысить объективность в установлении пороговых концентраций изменений качества.

Формула изобретения

Применение способа определения концентрации достихения предельной адсорбции на границе аздела фаз вода/воздух для определения пороговой концентрации негативного вли5 ния поверхностно-активных веществ на качество воды в водных системах по гигиеническим критериям вредности.

Изобретение относится к профилактической токсикологии и гигиене и может быть использовано при гигиеническом нормировании содержания поверхностно-активных веществ в водоемах хозяйственно-бытового назначения. Способ определения объемной концентрации поверхностно-активных веществ, при которой достигается предельная адсорбция на границе раздела фаз воздух- вода, применяется для определения пороговой концентрации поверхностно-активных веществ в водоеме по гигиеническим критериям вредности. 2 табл.

Таблица

Органолептические изменения показателей качества зодньх растворов ПАВ (известный)

а)пороговая концентрация по пенообрэ- зовзнио

б)пороговая концентрация по запаху

в)пороговая концентрация по привкусу

ПДК

Пороговая концентрация по концентрации,при которой достигается предельная адсорбция на границе вода- воздух (Сп) (предлагаеПродолжение табл.1

Тэблица2

0,6540,15

0,70±0,10

0,5С±0,05 0,5

0,12±0,С20,|1,±0,02

0,,,3

0,lt±0,021±0,3

0.1О,

0,2

0,5