medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2025-104-2-239-246lxtbbdmedlit-4659Research ArticleМЕТОДЫ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS OF HYGIENIC AND EXPERIMENTAL INVESTIGATIONSОбоснование нового метода количественного определения ацетата натрия в воздухе для гигиенического мониторинга рабочей средыJustification of a new method for the quantitative determination of sodium acetate in air for hygienic monitoring of the working environmenthttps://orcid.org/0000-0001-5855-5410ПотаповаИрина АлександровнаPotapovaIrina A.

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр., зав. лаб. химико-аналитических исследований отд. гигиены, ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора, 603950, Нижний Новгород, Россия

e-mail: yes-ia@mail.ru

PhD (Biology), Senior Researcher, Head of the Laboratory of Chemical and Analytical Research of the Hygiene Department, Nizhny Novgorod Scientific Research Institute for Hygiene and Occupational Pathology, Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

e-mail: yes-ia@mail.ru

yes-ia@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1743-8290ФедотоваИрина ВикторовнаFedotovaIrina V.

Доктор мед. наук, доцент, гл. науч. сотр., зав. отд. гигиены, ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора, 603950, Нижний Новгород, Россия

e-mail: irinavfed@mail.ru

DSc (Medicine), Associate Professor, Chief Researcher, Head of the Hygiene Department, Nizhny Novgorod Scientific Research Institute for Hygiene and Occupational Pathology, Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

e-mail: irinavfed@mail.ru

irinavfed@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0565-4551ЧерниковаЕкатерина ФедоровнаChernikovaEkaterina F.

Канд. мед. наук, ст. науч. сотр. отд. гигиены, ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора, 603950, Нижний Новгород, Россия

e-mail: chernikova_ef@mail.ru

PhD (Medicine), Senior Researcher at the Hygiene Department, Nizhny Novgorod Scientific Research Institute for Hygiene and Occupational Pathology, Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

e-mail: chernikova_ef@.ru

chernikova_ef@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9276-7043УмнягинаИрина АлександровнаUmnyaginaIrina A.

Канд. мед. наук, директор, ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора, 603950, Нижний Новгород, Россия

e-mail: recept@nniigp.ru

PhD (Medicine), Director, Nizhny Novgorod Scientific Research Institute for Hygiene and Occupational Pathology, Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

e-mail: recept@nniigp.ru

recept@nniigp.ruhttps://orcid.org/0009-0009-8904-6534КалачеваЕкатерина СергеевнаKalachevaEkaterina S.

Мл. науч. сотр. отд. гигиены, ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора, 603950, Нижний Новгород, Россия

e-mail: kate.kalachova2013@yandex.ru

Junior Researcher at the Hygiene Department, Nizhny Novgorod Scientific Research Institute for Hygiene and Occupational Pathology, Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

e-mail: kate.kalachova2013@yandex.ru

kate.kalachova2013@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3326-9914ЖарковаЕлена МихайловнаZharkovaElena M.

Мл. науч. сотр. отд. гигиены, ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора, 603950, Нижний Новгород, Россия

e-mail: elenzharkovaa@yandex.ru

Junior Researcher at the Hygiene Department, Nizhny Novgorod Scientific Research Institute for Hygiene and Occupational Pathology, Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

e-mail: elenzharkovaa@yandex.ru

elenzharkovaa@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1068-7075МельниковаАнна АлександровнаMelnikovaAnna A.

Мл. науч. сотр. отд. гигиены, ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора, 603950, Нижний Новгород, Россия

e-mail: ania.me2016@yandex.ru

Junior Researcher at the Hygiene Department, Nizhny Novgorod Scientific Research Institute for Hygiene and Occupational Pathology, Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

e-mail: ania.me2016@yandex.ru

ania.me2016@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6916-3826МоисееваЕвгения ВитальевнаMoiseevaEvgeniya V.

Науч. сотр. отд. гигиены, ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора, 603950, Нижний Новгород, Россия

e-mail: recept@nniigp.ru

Researcher at the Hygiene Department, Nizhny Novgorod Scientific Research Institute for Hygiene and Occupational Pathology, Nizhny Novgorod, 603950, Russian Federation

e-mail: recept@nniigp.ru

recept@nniigp.ruФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт гигиены и профпатологии» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияNizhny Novgorod Scientific Research Institute for Hygiene and Occupational PathologyRussian Federation2025070320251042239246Copyright © Потапова И.А., Федотова И.В., Черникова Е.Ф., Умнягина И.А., Калачева Е.С., Жаркова Е.М., Мельникова А.А., Моисеева Е.В., 20252025Потапова И.А., Федотова И.В., Черникова Е.Ф., Умнягина И.А., Калачева Е.С., Жаркова Е.М., Мельникова А.А., Моисеева Е.В.Potapova I.A., Fedotova I.V., Chernikova E.F., Umnyagina I.A., Kalacheva E.S., Zharkova E.M., Melnikova A.A., Moiseeva E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/4659Введение

Введение. Ацетат натрия (АН) широко используется в различных областях промышленности и сельского хозяйства. Содержание этого вещества регламентировано в зоне дыхания работающих. Задачей настоящего исследования стала разработка доступной и надёжной методики контроля ацетата натрия в воздухе рабочей зоны.

Материалы и методы

Материалы и методы. При разработке методики была изучена и обоснована возможность применения метода капиллярной газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. В основу количественного анализа АН были положены реакции его предварительного превращения в метиловый эфир уксусной кислоты. Образовавшийся эфир анализировали хроматографически с применением капиллярной колонки с высокополярной неподвижной фазой в режиме программирования температур.

Результаты

Результаты. Разработанный алгоритм предполагает улавливание АН на фильтр из поливинилхлорида; извлечение АН дистиллированной водой; последовательное превращение АН в уксусную кислоту и её метиловый эфир под действием раствора серной кислоты в метаноле; экстракцию продукта реакций гексан-эфирной смесью и газохроматографический анализ. При метрологической аттестации была доказана специфичность методики в отношении АН, установлены показатели повторяемости (3,3%), воспроизводимости (4,3%), правильности (19%) и точности (21%). Методика прошла метрологическую экспертизу на базе ФБУ «Нижегородский ЦСМ» и была апробирована в лабораторном помещении в условиях искусственно созданной запылённости. Подтверждена возможность определения АН в воздухе в диапазоне концентраций от 2 до 50 мг/м3 с погрешностью не более 25%, то есть методика удовлетворяет требованиям Государственной системы обеспечения единства измерений.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. В основе методики лежат реакции превращения ацетат-ионов, поэтому определению ацетата натрия могут препятствовать любые растворимые соли уксусной кислоты.

Заключение

Заключение. Разработанная методика является специфичной, нетрудоёмкой, чувствительной и может быть рекомендована для внедрения в практику организаций, осуществляющих исследования в области оценки качества воздуха рабочей зоны, создания безопасных условий труда и оценки профессионального риска.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов

Участие авторов: Потапова И.А. – концепция и дизайн исследования, статистический анализ, написание текста; Федотова И.В., Черникова Е.Ф. ‒ редактирование текста; Умнягина И.А. ‒ утверждение окончательного варианта статьи; Калачева Е.С., Жаркова Е.М., Мельникова А.А., Моисеева Е.В. ‒ сбор и обработка данных. Все соавторы – ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Поступила

Поступила: 24.04.2024 / Поступила после доработки: 07.05.2024 / Принята к печати: 19.06.2024 / Опубликована: 07.03.2025

Introduction

Introduction. There is proposed a method for monitoring sodium acetate (SA) in the air of the working area, which is widely used in various industries in the absence of a method for its determination.

Materials and methods

Materials and methods. In the process of developing the technique, the possibility of using the capillary gas chromatography method with flame ionization detection was studied and justified. The qunatitative analysis of SA was based on the reactions of its preliminary transformation into acetic acid methyl ester. The resulting ether was analyzed chromatographically using a capillary column with a high-polar stationary phase in temperature programming mode.

Results

Results. The developed algorithm includes the capture of SA onto a polyvinyl chloride filter; the extraction of SA with distilled water; the sequential conversion of SA into acetic acid and its methyl ester under the action of a solution of sulfuric acid in methanol; extraction of the reaction product with a hexane-ether mixture and gas chromatographic analysis. In the process of metrological certification of the methodology, its specificity in relation to SA was proved, the indicators of repeatability (3.3%), reproducibility (4.3%), correctness (19%), and accuracy (21%) were established. The technique passed a metrological examination on the base of the Nizhny Novgorod Center for standartization, metrology, and testing and was tested in a laboratory room in conditions of artificially created dustiness. It allows the detecting of SA in the air in the concentration range from 2 to 50 mg/m3 with SA error of no more than 25%, i.e. it meets the requirements of the State System for Ensuring the Uniformity of Measurements.

Limitations

Limitations. Since the method is based on acetate ion conversion reactions, any soluble salts of acetic acid can interfere with the determination of sodium acetate.

Conclusion

Conclusion. The developed methodology is specific, quite expressive, sensitive and can be recommended for implementation in the practice of institutions conducting research in the field of assessing the air quality of the work area, creating safe working conditions, and assessing occupational risk.

Compliance with ethical standards. The study does not require the submission of the conclusion of the biomedical ethics committee or other documents.

Contribution

Contribution: Potapova I.A. – research concept and design, statistical analysis, text writing; Fedotova I.V., Chernikova E.F. ‒ text editing; Umnyagina I.A. ‒ approval of the final version of the article; Kalacheva E.S., Zharkova E.M., Mel’nikova A.A., Moiseeva E.V. ‒ data collection and processing. All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Received

Received: April 24, 2024 / Revised: May 7, 2024 / Accepted: June 19, 2024 / Published: March 7, 2025

ацетат натриявоздух рабочей зоныкапиллярная газовая хроматографияколичественный химический анализгигиенический мониторингsodium acetateworking area aircapillary gas chromatographyquantitative chemical analysishygienic monitoringReferencesБухтияров И.В. Современное состояние и основные направления сохранения и укрепления здоровья работающего населения России. Медицина труда и промышленная экология. 2019; 59(9): 527‒32. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-527-532 https://elibrary.ru/htkrsyBukhtiyarov I.V. Current state and main directions of preservation and strengthening of health of the working population of Russia. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2019; 59(9): 527‒32. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-527-532 https://elibrary.ru/htkrsy (in Russian)Онищенко Г.Г. Актуальные проблемы и перспективы развития методологии анализа риска в условиях современных вызовов безопасности для здоровья населения Российской Федерации. Анализ риска здоровью. 2023; (4): 4–18. https://doi.org/10.21668/health.risk/2023.4.01 https://elibrary.ru/ccjwajOnishchenko G.G. Development of the risk analysis methodology given the current safety challenges for public health in the Russian federation: vital issues and prospects. Analiz riska zdorov’yu. 2023; (4): 4–18. https://doi.org/10.21668/health.risk/2023.4.01 https://elibrary.ru/ccjwaj (in Russian)Зайцева Н.В., Попова А.Ю., Онищенко Г.Г., Май И.В. Актуальные проблемы правовой и научно-методической поддержки обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации как стратегической государственной задачи. Гигиена и санитария. 2016; 95(1): 5–9. https://elibrary.ru/vosqobZaytseva N.V., Popova A.Yu., Onishchenko G.G., May I.V. Current problems of regulatory and scientific-medical support for the assurance of the sanitary and epidemiological welfare of population in the Russian Federation as the strategic government task. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2016; 95(1): 5–9. https://elibrary.ru/vosqob (in Russian)Sodium Acetate: National Library of Medicine. National Center for Biotechnology Information. Available at: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Sodium-AcetateSodium Acetate: National Library of Medicine. National Center for Biotechnology Information. Available at: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Sodium-AcetateКуликов М.А. Синтез и исследование свойств азокрасителей на основе амида сульфаниловой кислоты. Universum: химия и биология. 2024; (3): 10‒4.Kulikov M.A. Synthesis and investigation of properties of azo dyes based on sulfanilic acid amide. Universum: Chemistry and Biology. 2024; (3): 10–4. (in Russian)Aķşit A.C., Onar N. Leaching and fastness behavior of cotton fabrics dyed with different type of dyes using sol-gel process. J. Appl. Polymer Sci. 2008; 109(1): 97‒105. https://doi.org/10.1002/app.27284Aķşit A.C., Onar N. Leaching and fastness behavior of cotton fabrics dyed with different type of dyes using sol-gel process. J. Appl. Polymer Sci. 2008; 109(1): 97‒105. https://doi.org/10.1002/app.27284Sallam K.I. Antimicrobial and antioxidant effects of sodium acetate, sodium lactate, and sodium citrate in refrigerated sliced salmon. Food Control. 2007; 18(5): 566–75.Sallam K.I. Antimicrobial and antioxidant effects of sodium acetate, sodium lactate, and sodium citrate in refrigerated sliced salmon. Food Control. 2007; 18(5): 566–75.Коробов А.П., Савенков Е.Н., Мажаев Н.С. Опыт использования ацетата натрия в кормлении дойных коров. В кн.: Современные способы повышения продуктивных качеств сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы в свете импортозамещения и обеспечения продовольственной безопасности страны. Материалы международной научно-практической конференции посвященной 85-летию со дня рождения доктора сельскохозяйственных наук, профессора А.П. Коробова. Саратов; 2015: 312‒7. https://elibrary.ru/tunizjKorobov A.P., Savenkov E.N., Mazhaev N.S. The experience of using sodium acetate in feeding dairy cows. In: Modern Ways to Improve the Productive Qualities of Farm Animals, Poultry and Fish in the Light of Import Substitution and Ensuring the Country’s Food Security. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference Dedicated to the 85th Anniversary of the Birth of Doctor of Agricultural Sciences, Professor A.P. Korobov [Sovremennye sposoby povysheniya produktivnykh kachestv sel’skokhozyaistvennykh zhivotnykh, ptitsy i ryby v svete importozameshcheniya i obespecheniya prodovol’stvennoi bezopasnosti strany. Materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii posvyashchennoi 85-letiyu so dnya rozhdeniya doktora sel’skokhozyaistvennykh nauk, professora A.P. Korobova]. Saratov; 2015: 312‒7. https://elibrary.ru/tunizj (in Russian)Neavyn M.J., Boyer E.W., Bird S.B., Babu K.M. Sodium acetate as a replacement for sodium bicarbonate in medical toxicology: a review. J. Med. Toxicol. 2013; 9(3): 250–4. https://doi.org/10.1007/s13181-013-0304-0Neavyn M.J., Boyer E.W., Bird S.B., Babu K.M. Sodium acetate as a replacement for sodium bicarbonate in medical toxicology: a review. J. Med. Toxicol. 2013; 9(3): 250–4. https://doi.org/10.1007/s13181-013-0304-0Sheeba K.R.J., Priya R.K., Arunachalam K.P., Avudaiappan S., Maureira-Carsalade N., Roco-Videla Á. Characterisation of sodium acetate treatment on Acacia pennata natural fibres. Polymers (Basel). 2023; 15(9): 1996. https://doi.org/10.3390/polym15091996Sheeba K.R.J., Priya R.K., Arunachalam K.P., Avudaiappan S., Maureira-Carsalade N., Roco-Videla Á. Characterisation of sodium acetate treatment on Acacia pennata natural fibres. Polymers (Basel). 2023; 15(9): 1996. https://doi.org/10.3390/polym15091996Кремер В.А., Светлова Л.П., Боровских А.М., Бибер Б.Л., Кузьмина Н.Л., Кудрявцева Г.В. Способ количественного определения ацетата натрия. Патент CCCР № 1425537; 1988. https://elibrary.ru/gercujKremer V.A., Svetlova L.P., Borovskikh A.M., Biber B.L., Kuzmina N.L., Kudryavtseva G.V. Method of quantitative analysis of sodium acetate. Patent USSR No. 1425537; 1988. https://elibrary.ru/gercuj (in Russian)Торяник В.П., Джагацпанян Р.В., Ильичева И.А., Жихарева З.М., Егорова В.Н. Способ определения ацетата натрия в смеси моно-, ди-, триацетатов натрия. Патент СССР №930116; 1982.Toryanik V.P., Dzhagatspanyan R.V., Ilicheva I.A., Zhikhareva Z.M., Egorova V.N. Method for the determination of sodium acetate in a mixture of mono-, di-, and triacetates of sodium. Patent USSR № 930116; 1982. (in Russian)Kveim M., Bredesen J.E. A gas chromatographic method for determination of acetate levels in body fluids. Clin. Chim. Acta. 1979; 92(1): 27–32. https://doi.org/10.1016/0009-8981(79)90392-9Kveim M., Bredesen J.E. A gas chromatographic method for determination of acetate levels in body fluids. Clin. Chim. Acta. 1979; 92(1): 27–32. https://doi.org/10.1016/0009-8981(79)90392-9Kostkina M.I., Vitenberg A.G., T’iagi S., Kulikova A.I., Shostka G.D. Vapor-phase gas chromatographic determination of acetate in the blood. Laboratornoe Delo. 1990; (2): 13–5.Kostkina M.I., Vitenberg A.G., T’iagi S., Kulikova A.I., Shostka G.D. Vapor-phase gas chromatographic determination of acetate in the blood. Laboratornoe Delo. 1990; (2): 13–5.Соболенко Л.Н., Черепица С.В., Сытова С.Н., Коваленко А.Н., Заяц М.Ф., Егоров В.В. и др. Инновационный метод определения количественного содержания летучих компонентов в алкогольной продукции. Пищевая промышленность: наука и технологии. 2022; 15(4): 88‒99. https://elibrary.ru/qlcxapSabalenka L.N., Charapitsa S.V., Sytova S.N., Kavalenka A.N., Zayats M.F., Egorov V.V., et al. Innovative method for determining the quantitative content of volatile compounds in alcohol products. Pishchevaya promyshlennost’: nauka i tekhnologii. 2022; 15(4): 88‒99. https://elibrary.ru/qlcxap (in Russian)Sugawara K.F., Campbell D.E. Determination of sodium acetate in alkali and clay mixtures. Analytica Chimica Acta. 1969; 47(2): 377‒80. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(01)95694-6Sugawara K.F., Campbell D.E. Determination of sodium acetate in alkali and clay mixtures. Analytica Chimica Acta. 1969; 47(2): 377‒80. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(01)95694-6Williams K.E., Mazur J.F. Gas chromatographic analysis of acetic acid in air. Am. Ind. Hyg. Assoc J. 1980; 41(1): 1–4. https://doi.org/10.1080/15298668091424276Williams K.E., Mazur J.F. Gas chromatographic analysis of acetic acid in air. Am. Ind. Hyg. Assoc J. 1980; 41(1): 1–4. https://doi.org/10.1080/15298668091424276Wittman G.Y., Van Langenhove H., Dewulf J. Determination of acetic acid in aqueous samples, by water-phase derivatisation, solid-phase microextraction and gas chromatography. J. Chromatogr. A. 2000; 874(2): 225–34. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(00)00114-xWittman G.Y., Van Langenhove H., Dewulf J. Determination of acetic acid in aqueous samples, by water-phase derivatisation, solid-phase microextraction and gas chromatography. J. Chromatogr. A. 2000; 874(2): 225–34. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(00)00114-xШевелева М.А. Летучие жирные кислоты в пробиотических средствах и биологически активных добавках. Фармация. 2010; (3): 13‒4. https://elibrary.ru/lrgwknSheveleva M.A. Volatile fatty acids in probitics and dietary supplements. Farmatsiya. 2010; (3): 13‒4. https://elibrary.ru/lrgwkn (in Russian)Зайлалова В.Р. Изучение кинетики кислотно-катализируемой реакции этерификации уксусной кислоты бутанолом. Башкирский химический журнал. 2013; 20(3): 135‒8. https://elibrary.ru/rofqcfZailalova V.R. Studying of kinetics and balance of acid catalyzed reaction of eterifikation of the butanol acetic acid. Bashkirskii khimicheskii zhurnal. 2013; 20(3): 135‒8. https://elibrary.ru/rofqcf (in Russian)Овезова М, Савин Г.А. Синтез сложных эфиров термической этерификацией. Грани познания. 2021; (3): 66‒8. https://elibrary.ru/fxnrzuOvezova M., Savin G. Synthesis of esters by thermal esterification. Grani poznaniya. 2021; (3): 66‒8. https://elibrary.ru/fxnrzu (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.