Введение к работе
Атауаталость работа. Проблема борьбы с загрязнением окружавшей среды на сегодняшний день во всем мире стала глобальной и приобрела международной характер. В этом аспекте особенно остро стоит Еопрос загрязнения атмосферного воздуха, основной среды обитания человека.
С другой стороны, экономическая независимость Республики Узбекистан і'РУз) неразрывно связала с дальнейшим интенсивным ростом-на ее территории топливно-энергетического комплекса, гор-но-рудодобывающей промьшшенности, развитием автотранспорт?, авиации и сельского хозяйства. Наряду с положительным эффектом функционирования перечисленных отраслей народного хозяйства, они также обладают отрицательным фактором антропогенного воздействия, заключающегося в увеличении высокотоксичных выбросов в окружающую среду (атмосферный воздух, почву и поверхностные воды). Путем миграш-ш эти соединения могут распространяться на значительные расстояния. Б атмосфере они под действием влаги, кислорода воздуха и радиации взаимодействуют друг с другом, гидроли-зуютсл и окисляются, изменяя сбой исходный состав и свсйства. В результате чего образуются еше более токсичные и опасные соединен*!;, для окружающей среды. Из химических загрязнителей биосферы, способствующих возникновению различных заболеваний, в том числе и раковых, первое место занимают полиароматические углеводороды (.ПАУ). Среди них по свогол канцерогенным и токсичным свойствам наиболее приоритетен бенз(а)пирен (БП). Причем, ряд ПАУ, помимо высокой канцерогенной эктявностн лаОактерпг»ютс;т и достаточной стабильностью бо внешней сседе,обладают ку,\;"/дятпвны-ми свойствами и могут иметь эндогенное'происхождение,связанное с их синтезом различными микроорганизмами и растениями.
Как ужд подчеркивалось большую роль в загрязнении канцерогенными ПАУ почв, водоемов и атмосферного воздуха крупных городов «грает автотранспорт, имеется прямая зависимость мс-улу интенсивностью движения автотранспорта и 'содержанием ПАУ в атмосфере городов. Как правило, ь уходящих выхлопных газа.''., на смолистых частицах з адсорбированном состоянии находятся ПАУ, образующиеся в результате неполного сгорания топлива, которые в виде аэрозоля попадают в атмосферный воздух. При этом сумма ПАУ з анализируемых аэрозолях находится ка уровне 0,5-1,0%, а кон-
центрация БП в ней колеблется от 5 "до 95Z.
В связи с этим одной из актуальных и серьезных проблем на сегодняшний день является разработка, внедрение и использование высокочувствительных, экспрессных, автоматизированных систем контроля воздушной и водной среды от загрязнения токсичными органическими соединениями, в том числе, нефтепродуктами и их канцерогенными компонентами - ПАУ, где общепринятым индикатором канцерогенных ПАУ является БП.
Следует отметить, что в настоящее время ныне существующая система мониторинга загрязнения природной среды основана на определении лишь БП. Она не позволяет оперативно, экспрессно установить наличие в исследуемом объекте суммы приоритетных ПАУ, оценить аварийную ситуацию при залповых выбросах нефтяных фонтанов, горении факелов, взрывах, дальность и мощность загрязнения окружающей среды ПАУ, при распространении с воздушными массами продуктов выброса и горения. В литературе практически не описаны методы, позволяющие осуществить скрининг'суммы ПАУ в природных средах,объектах воздействия антропогенных' загрязнителей,выбросах промышленных предприятий и др.
Все это обуславливает актуальности проведения специальных исследований по разработке эффективных методов скрининга в объектах биосферы с целью выявления зон,наиболее загрязненных ПАУ. Своевременная оценка канцерогенной загрязненности позволит боле^ рационально организовать дорогостоящий систематический контроль за содержанием индивидуальных представителей ПАУ в биосфере. Вышеизложенные проблемы можно разрешить с помощью новых подходов и разработки методик качественного и количественного определения как суммы приоритетных ПАУ, так и их составляющих компонентов в отдельности.
Проведенная работа является частью научных исследований САНИГШ им.В.А.Бугаева, которая выполнялась по научно-исследовательским программам ГКНТ 0.85.01.07.01Н6 по темам 15.1, 02.03.НЗ, тема РЗ.7.17., ГКНТ РУз 15.5.1., тема Y.2.
Цель работы заключалась в создании эффективных методик отбора проб атмосферного воздуха для определения суммы приоритетных ПАУ { динамических и пассивных способов в стационарных условиях и при азиазондировании.); подбор и изучение сеойств различных селективных поглотителей для отбора проб воздуха на сумму
- 5.-
ПАУ; разработка сиектрс-флуориметрических методик скрининга суммы ПАУ в природных средах; создание методических рекомендаций по' скрининговому определению суммы ПАУ в атмосферном воздухе; исследование и установление пространственно-временных характеристик распределения ПАУ в атмосфере Среднеазиатского региона.
Научная новизна работ: .- подробно изучены процессы отбора проб аэрозолей в стационарных условиях,при экспедиционном обследовании и авиааондировааш; атмосферы;
выявлено влияние различных факторов (температура, споссо извлечения, природа и концентрация растворителей) на экстракцию суммы ПАУ с фильтра и сорбирующих подложек;
установлены основные закономерности качественного и количественного определения суммы приоритетных ПАУ в атмосферном аэрозоле;
обоснована возможность использования селективных поглотителей для экспрессного определения суммы ПАУ;
изучением УФ-спектрон выявлены особенности поведения ряда модельных соединений в различных растворителях. Найдены оптимальные интервалы длин волн лозбуядення к поглощения ПАУ. Исследован механизм свечения ПАУ в концентрированной серной кислот^, что посолило подобрать необходимые условия для применения этих ха-рактристик в экспресс-анализе;
подобраны условия фт/ориметрич^ского способа скрининг^вого анализа суммы приоритетных ПАУ;
изучены возможности идентификации отдельных компонентов в сложных смесям натурных образцов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ЬЖ<). При этом, сравнительно оценивалась разделяющая способность трех видов фаз: силасорб, силикагель и "PTtisil-WODS" с учетом структуры выбранных соединений. Исходя из полученных . результатов установлены основные закономерности криптографического разделения сложных смесей;
исследованы пространственно-временные характеристики распределения суммы приоритетных ПАУ в атмосферном воздухе Среднеазиатского региона в различных условиях. '
Практическая значимость работы. Разработаны новые м<. годики отбора проб аэрозолей: - для определения суммы приоритетных ПАУ в условиях экспедиционного обследования и авиазондирования атмосферы; - при организации системы мониторинга загрязнения ат-
- б -
мосферного воздуха канцерогенными вешествами промышленных центров РУз; - в случае пробоподготовки экстрактов аэрозолей, отобранных на фильтры и подложки с целью определения в них суммы ПАУ; - при оценке уровней загрязнения канцерогенными ПАУ различных объектов (.промышленных городов, межселенных территорий и приземного слоя атмосферы); - с целью прогнозирования'и диагностики онкозаболеваемости населения РУз.
.Созданы два типа аспирационной установки для отбора проб аэрозолей. Предложены эффективные методы (УФ-спектроскопия, флу-ориметрия и БЭЖХ) и оптимальные условия их применения для качественного и количественного анализа ПАУ, содержащихся в различных объектах.
Разработанные методики и полученные результаты использованы в Главгидромете РУз, ТашНИИЮДТЕО, Ташкентском автомобильно-дорожном институте, институте онкологии и -радиологии Минздрава РУз.
Кроме того, материалы по загрязнению'ПАУ атмосферных аэрозолей вошли в ежегодные справки и обзоры по состоянию загрязнения атмосферного воздуха городов Узбекистана.
Автор З'шоскг па аащшу:
-
Результаты по изучению процесса улавливания суммы ПАУ и химизм концентрирования проб аэрозолей,' отобранных различными сорбирующими материалами.
-
Разработанный гравитационный способ осаждения аэрозолей (глицерин, медицинская марля, марля с подложкой и ткань Петряно-ва).
-
Данные по изучению применения жидких селективных поглотителей (серная кислота и бензол) и особенности пробоотбора аэрозолей в условиях авиазондирования (ткань Петрянова.».
-
Результаты исследования спектральных характеристик полученных при определении суммы приоритетных ПАУ и УФ-спектры смесей модельных образцов ПАУ в органических и неорганических растворителях.
-
Оптимальный интервал длин волн возбуждения и поглоаения флуоресценции для определения суммы ПАУ, а также механизм свечения приоритетных ПАУ и их смесей.
-
Установленные оптимальные условия аналитического применения разработанных экспресс-методик анализа натурных образцов.
7.. Результаты, полуионные при изучении условий хроматогра-Фированпя модельных смесей ПАУ для идентификации их природных аналогов.
3. Ценные по количсстгенной опенке пространственно-временных характеристик распределении суі/му- приоритетных IV:7 f Среднеазиатском регионе.
.'ГГ-^Г'""? г-"^4"11? P^»r"w»e мятешгалы диссертационной работы
ГіОЛС'-ОІЛІ II СбС*~',Г!" "?: ксегглляном ОймГіС.ййугЛб "inVi^ui аЛаЛІГСЛ
органических соединений (промышленных токсикантов) в Еозлухе и почве в связи с проблемой охраны природной среды" (Сбнинск, 1982 г.:, Республиканской научно-практической конференции "Актуальные проблемы пропаганды охраны окружающей среды и укрепления здоровья людей'.' (Ташкент, 1932 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение эффективности использования автомобильного транспорта :: автомобильных дорог в условиях жаркого климата и
гокспой научно-технической ксзгференппи "Образование и жброс канцерогенных углеводородов с продуктами сгорания топлні'а'' 'Са-мара, 1991 г.). и.первом съезде онкологов Республики Узбекистана с международным vj^thv:; "Опилемис'ісп.і рлокач^с-твенных опухолей, оргаг.нїаинд синологической помоет, прссил'..ктикэ", ' .ягокснт. 1994,г.К
Пубдтаацш результатов иссло^овги'СБІ. По диссертационной работе имеется 14 публикаций в виде 5
лгсгертзднончал работа состоит из введения,5 глаз, заклпче-ния, выводов и списка цитируемой литературы из 104 наименований. Она иелокека на 120 страницах машинописного текста,иллюстрирована 20 рисунками, содержит 23 таблицы и приложение.
