Аналитический обзор отечественных и зарубежных методов селективного контроля веществ-маркёров нефтехимических и химических производств в водных средах

Обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации является одним из условий реализации конституционных прав граждан на охрану здоровья и благоприятную окружающую среду.
Цель исследования – аналитический обзор зарубежных и отечественных методов селективного контроля веществ-маркёров нефтехимических
и химических производств в водных средах.
Предметом изучения явился анализ отечественных и зарубежных источников научно-методической литературы в области методов и методик определения массовых концентраций бензола, этилбензола и акрилонитрила в водных средах – маркёров нефтехимических и химических производств. Временные границы анализируемого периода – 71 год (с 1952 по 2023 г.).
В обзоре приведены методики определения бензола, этилбензола и акрилонитрила в водных средах (вода централизованного и нецентрализованного водоснабжения, водоисточников хозяйственно-бытового и рекреационного водопользования, морская вода в местах водопользования населения, вода плавательных бассейнов и аквапарков, вода поверхностных водоисточников, используемых для централизованного водоснабжения населения, хозяйственно-бытового водопользования и водоснабжения пищевых предприятий), основанные на использовании физико-химических методов анализа – спектрофотометрии, газовой хроматографии (ГХ), высокоэффективной жидкостной хроматографии с различными типами детекторов (ВЭЖХ), хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС).
Заключение. Анализ методических документов показал несовершенство российской методической базы, охватывающей контроль бензола, этилбензола и акрилонитрила в водных средах. В связи с изменением нормативных показателей СанПиН 1.2.3685–21 в питьевой воде централизованного
и нецентрализованного водоснабжения чувствительность ранее разработанных методик стала недостаточной, что требует разработки прецизионных аналитических методик хромато-масс-спектрометрического анализа токсичных бензола, этилбензола и акрилонитрила в водных средах
с характеристиками, соответствующими международным стандартам.

органические соединения, бензол, этилбензол, акрилонитрил, обзор аналитических методик, методические указания

1. Клейн С.В., Вековшинина С.А. Приоритетные факторы риска питьевой воды систем централизованного питьевого водоснабжения, формирующие негативные тенденции в состоянии здоровья населения. Анализ риска здоровью. 2020; (3): 49–60. https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.3.06 https://elibrary.ru/tkvfdn

2. Механтьев И.И. Риск здоровью населения Воронежской области, обусловленный качеством питьевой воды. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2020; (4): 37–42. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2020-325-4-37-42 https://elibrary.ru/ttxyob

3. Suleimanov R.A., Bakirov A.B., Gimranova G.G., Valeev T.K. Hygienic assessment of health risks of the population living in the areas of intensive oil extraction. Amazonia Investiga. 2020; 9(26): 97–104. https://doi.org/10.34069/AI/2020.26.02.11 https://elibrary.ru/hsozul

4. Валеев Т.К., Рахманин Ю.А., Сулейманов Р.А., Малышева А.Г., Бакиров А.Б., Рахматуллин Н.Р. и др. Опыт эколого-гигиенической оценки загрязнения водных объектов на территориях размещения предприятий нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексов. Гигиена и санитария. 2020; 99(9): 886–93. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-9-886-893 https://elibrary.ru/vrzzal

5. Аксенов В.И., Аникин Ю.В., Галкин Ю.А., Ничкова И.И., Ушакова Л.И., Царев Н.С. Применение флокулянтов в системах водного хозяйства. Екатеринбург; 2008. https://elibrary.ru/wjrfoh

6. Смолягин А.И., Михайлова И.В., Ермолина Е.В., Красиков С.И., Боев В.М. Экспериментальное исследование влияния бензола и хрома на иммунную систему организма. Иммунология. 2013; 34(1): 57–60. https://elibrary.ru/pvghff

7. Михайлова И.В., Смолягин А.И., Красиков С.И., Караулов А.В. Влияние бензола на иммунную систему и некоторые механизмы его действия. Иммунология. 2014; 35(1): 51–5. https://elibrary.ru/ryxxbb

8. The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). Ethyl benzene; 2019. Available at: https://cdc.gov/niosh/npg/npgd0264.html

9. ATSDR: Agency for Toxic Substances & Diseases Registry; 2020. Available at: https://www.atsdr.cdc.gov/

10. IARC Monographs on the Identification of Carcinogenic Hazards to Humans: Volumes 1–127. Lyon; 2020.

11. Something’s in the Water: A Look at How Creativity and Innovation Can Prevent Future Water Crises; 2019. Available at: https://digitalcommons.buffalostate.edu/creativeprojects/304/

12. EPA United States Environmental Protection Agency. Toxic and Priority Pollutants Under the Clean Water Act; 2015. Available at: https://epa.gov/eg/toxic-and-priority-pollutants-under-clean-water-act

13. Малышева А.Г., Топорова И.Н. Газохроматографическое определение толуола и этилбензола в воде. Гигиена и санитария. 1998; 77(5): 73–5. https://elibrary.ru/vzzxuf

14. Сотников Е.Е., Загайнов В.Ф., Михайлова Р.И., Милочкин Д.А., Рыжова И.Н., Корнилов И.О. Парофазный анализ летучих органических соединений в питьевой воде методом газовой хроматографии. Гигиена и санитария. 2014; 93(2): 92–6. https://elibrary.ru/sbkjlz

15. Витенберг А.Ф., Иоффе Б.В. Статический парофазный газохроматографический анализ. Физико-химические основы и области применения. Российский химический журнал. 2003; 47(1): 7–22.

16. Гладилович В.Д., Подольская Е.П. Возможности применения метода ГХ-МС (обзор). Научное приборостроение. 2010; 20(4): 36–49. https://elibrary.ru/mzizkt

17. Сотников Е.Е., Московкин А.С. Изучение свойств и строения органических веществ. Журнал аналитической химии. 2005; 60(2): 171–3. https://elibrary.ru/hrysyt

18. Baltussen E., Cramers C.A., Sandra P.J. Sorptive sample preparation – a review. Anal. Bioanal. Chem. 2002; 373(1–2): 3–22. https://doi.org/10.1007/s00216-002-1266-2

19. Namieśnik J., Wardencki W. Solventless sample preparation techniques in environmental analysis. HRC J. High Resolut. Chromatogr. 2000; 23(4): 297–303. https://clck.ru/3BD8d5

20. Kubinec R., Adamuscin J., Jurdáková H., Foltin M., Ostrovský I., Kraus A., et al. Gas chromatographic determination of benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes using flame ionization detector in water samples with direct aqueous injection up to 250 microl. J. Chromatogr. A. 2005; 1084(1–2): 90–4. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2004.12.035

21. Ma X., Huang M., Li Z., Wu J. Hollow fiber supported liquid-phase microextraction using ionic liquid as extractant for preconcentration of benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes from water sample with gas chromatography-hydrogen flame ionization detection. J. Hazard. Mater. 2011; 194: 24–9. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.07.066

22. Sarafraz-Yazdi A., Amiri A., Rounaghi G., Hosseini H.E. A novel solid-phase microextraction using coated fiber based sol-gel technique using poly(ethylene glycol) grafted multi-walled carbon nanotubes for determination of benzene, toluene, ethylbenzene and o-xylene in water samples with gas chromatography-flame ionization detector. J. Chromatogr. A. 2011; 1218(34): 5757–64. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2011.06.099

23. Przyjazny A., Kokosa J.M. Analytical characteristics of the determination of benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes in water by headspace solvent microextraction. J. Chromatogr. A. 2002; 977(2): 143–53. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(02)01422-x

24. European Environment Agency (EEA). Available at: https://eea.europa.eu/ru

25. Lee M.R., Chang C.M., Dou J. Determination of benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes in water at sub-ng l-1 levels by solid-phase microextraction coupled to cryo-trap gas chromatography-mass spectrometry. Chemosphere. 2007; 69(9): 1381–7. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2007.05.004

26. Fernández E., Vidal L., Canals A. Zeolite/iron oxide composite as sorbent for magnetic solid-phase extraction of benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes from water samples prior to gas chromatography-mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2016; 1458: 18–24. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2016.06.049

27. Nojavan S., Yazdanpanah M. Micro-solid phase extraction of benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes from aqueous solutions using water-insoluble β-cyclodextrin polymer as sorbent. J. Chromatogr. A. 2017; 1525: 51–9. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2017.10.027

28. Pascale R., Bianco G., Calace S., Masi S., Mancini I.M., Mazzone G., et al. Method development and optimization for the determination of benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes in water at trace levels by static headspace extraction coupled to gas chromatography-barrier ionization discharge detection. J. Chromatogr. A. 2018; 1548: 10–8. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2018.03.018

29. Naing N.N., Li S.F.Y., Lee H.K. Application of porous membrane-protected chitosan microspheres to determine benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes and styrene in water. J. Chromatogr. A. 2016; 1448: 42–8. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2016.04.062

30. Hashemi M., Jahanshahi N., Habibi A. Application of ultrasound-assisted emulsification microextraction for determination of benzene, toluene, ethylbenzene and o-xylene in water samples by gas chromatography. Desalinatio. 2012; 288: 93–7. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.12.017

31. U.S. EPA. Method 8316 (SW-846): Acrylamide, Acrylonitrile and Acrolein by High Performance Liquid Chromatography (HPLC); 1994. Available at: https://nemi.gov/methods/method_summary/10001/