Методическое обеспечение контроля техногенного загрязнения питьевой воды бензолом и этилбензолом

Введение. Обеспечение населения чистой питьевой водой нормативного качества, доступности водопользования и его безопасности для населения относится к приоритетам социальной политики России как основа здоровья и благополучия человека.

Цель работы – разработка, оптимизация и валидация высокочувствительной хромато-масс-спектрометрической методики количественного определения потенциально опасных соединений (бензол, этилбензол) для контроля техногенного загрязнения питьевой воды.

Материалы и методы. Исследования выполняли с помощью газового хроматографа серии «Хроматэк-Кристалл» с масс-селективным детектором. Для построения градуировочной характеристики бензола и этилбензола использовали стандартный раствор (для бензола 0,0088 мкг/см³, для этилбензола 0,0087 мкг/см³), реактивами служили метанол, сульфат натрия.

Результаты. Эффективное разделение бензола и этилбензола стандартного образца установлено на капиллярной колонке ZB-624 для газовой хроматографии. Для обеспечения наиболее полного извлечения бензола и этилбензола из образцов воды экспериментально обоснованы параметры анализа равновесной паровой фазы. Изучено влияние температуры и времени установления межфазового равновесия на чувствительность парофазного анализа. Высокой полноты извлечения бензола и этилбензола из образцов воды (97,7–100%) достигали при следующих параметрах метода анализа равновесной паровой фазы: температура нагрева пробы в ДРП плюс 80 °C, время установления межфазового равновесия 20–30 мин, использование сульфата натрия в количестве 2 г. Метрологическая оценка методики выполнена в соответствии с требованиями ОФС.1.1.0012.15 Валидация аналитических методик.

Ограничения исследования. В данных исследованиях отсутствуют ограничения.

Заключение. Разработанная хромато-масс-спектрометрическая методика для контроля техногенного загрязнения питьевой воды моноциклическими ароматическими углеводородами (бензол и этилбензол) позволила расширить диапазон измеряемых концентраций (с 0,0005 до 0,1 мг/дм³).

Участие авторов:
Нурисламова Т.В. – концепция, научное консультирование, актуальность, заключение;
Попова Н.А. – материалы и методы, результаты;
Мальцева О.А. – актуальность, результаты, обсуждение, заключение;
Чинько Т.В. – материалы и методы, результаты.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

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

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 07.02.2025 / Поступила после доработки: 28.03.2025 / Принята к печати: 08.04.2025 / Опубликована: 30.04.2025

1. Гостева С.Р., Провадкин Г.Г. Сохранение здоровья нации как важнейший фактор национальной безопасности России. Социальная политика и социология. 2010; (9): 14-37. https://elibrary.ru/ojoxyp

2. Зайцева Н.В., Сбоев А.С., Клейн С.В., Вековшинина С.А. Качество питьевой воды: факторы риска для здоровья населения и эффективность контрольно-надзорной деятельности Роспотребнадзора. Анализ риска здоровью. 2019; (2): 44-53. https://doi.org/10.21668/health.risk/2019.2.05 https://elibrary.ru/ebsbcs

3. 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

4. Smith M.T. Advances in understanding benzene health effects and susceptibility. Annu. Rev. Public Health. 2010; 31: 133-48. https://doi.org/10.1146/annurev.publhealth.012809.103646

5. Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl); 2001. Available at: https://thieme-connect.de/products/ebooks/lookinside/10.1055/b-0035-113681

6. 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

7. EPA. Priority Pollutant List; 2014. Available at: https://epa.gov/sites/default/files/2015-09/documents/priority-pollutant-list-epa.pdf

8. Рахманин Ю.А., Малышева А.Г. Концепция развития государственной системы химико-аналитического мониторинга окружающей среды. Гигиена и санитария. 2013; 92(6): 4-9. https://elibrary.ru/ruhbtp

9. 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

10. Сотников Е.Е., Московкин А.С. Определение хлорпикрина в питьевой воде методом статического парофазного анализа. Журнал аналитической химии. 2005; 60(2): 171-3. https://elibrary.ru/hrysyt

11. 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

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

13. Gerbino T.C., Castello G., D’Amato G. Gas chromatographic identification of halogenated hydrocarbons by using the correlation between their retention and boiling points. J. Chromatogr. A. 1992; 609(1-2): 289-96. https://doi.org/10.1016/0021-9673(92)80172-Q

14. Виттенберг А.Г. Статический парофазный газохроматографический анализ. Физико-химические основы и области применения. Российский химический журнал. 2003; 47(1): 7-22.

15. Zwiener C., Kronberg L. Determination of the strong mutagen 3-chloro-4-(dichloromethyl)-5-hydroxy-2(5H)-furanone (MX) and its analogues by GC-ITD-MS-MS. Fresenius J. Anal. Chem. 2001; 371(5): 591-7. https://doi.org/10.1007/s002160100979

16. Fang C., Xiong Y., Liang Q., Li Y., Peng P. Optimization of head-space single-drop microextraction technique for extraction of light hydrocarbons (C6-C12) and its potential applications. Org. Geochem. 2011; 42(4): 316-22. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2011.01.009

17. Журба О.М., Шаяхметов С.Ф., Алексеенко А.Н. Химико-аналитические подходы определения содержания хлоруглеводородов и их метаболитов в биосредах. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2012; (2-1): 118-23. https://elibrary.ru/pcjmgf

18. Лещев С.М., Михнюк О.Н., Немкевич А.В., Фурс С.Ф. Экстракция органических неэлектролитов н-гексаном из водных растворов гидрофосфата и ацетата калия. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2019; 55(2): 149-55. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2019-55-2-149-155 https://elibrary.ru/aozshb

19. Хомутова Е.Г., Колотилина Е.Ю. Метрология химического анализа: методические указания по выполнению лабораторных работ. М.; 2021.