Разработка высокочувствительных селективных методик индикации фуранов и полиароматических углеводородов в атмосферном воздухе и крови человека

Цель исследований (1 этап) – изучение международного опыта, научно-информационных источников и результатов теоретических и экспериментальных исследований, методов и методик определения массовой концентрации фуранов (фуран и метилфуран) и полиароматических углеводородов (ПАУ) в атмосферном воздухе. Выполнен аналитический обзор источников научно-технической и методической литературы по методам определения массовой концентрации фуранов (фуран и метилфуран) и ПАУ в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны за период с 1975 г. по 2020 г. Изучено более 100 источников информации по методам анализа фуранов (фуран и метилфуран) и ПАУ в атмосферном воздухе, включающих публикации в специализированных журналах, методические документы, действующие в Российской Федерации, аналитические методы, рекомендуемые в странах EC и США. Проведен научный анализ международного опыта, научно-информационных источников и результатов теоретических и экспериментальных исследований, методов и методик определения массовой концентрации фуранов (фуран и метилфуран) и полициклических ароматических углеводородов в атмосферном воздухе. Высокая токсичность фуранов и ПАУ, их пролонгированное действие на организм человека приводят к необходимости постоянного мониторинга содержания этих соединений в окружающей среде. Одним из факторов, сдерживающих развитие системы мониторинга токсичных соединений фурана и его производных, а также ПАУ в части аналитических исследований в Российской Федерации, является несовершенство российской методической базы, т.к. качественный и количественный анализ этих высокотоксичных соединений весьма сложен, требует высокой квалификации специалистов и дорогостоящего аналитического оборудования. Решить эту проблему на существующем в Российской Федерации техническом оснащении и действующим в настоящее время методическим обеспечением в полной мере сложно и не всегда возможно. Выполненная оценка используемых в Российской Федерации аналитических методов, способов и приемов, реализованных в аттестованных методиках выполнения измерений при проведении химико-аналитического контроля за содержанием фурана и метилфурана в объектах окружающей среды позволила заключить, что большинство современных методик определения потенциально опасных химических соединений фурана и его производных в атмосферном воздухе отличаются недостаточной селективностью, низкой чувствительностью и трудоемкостью подготовки проб воздуха к химическому анализу. В результате аналитического обзора установлено, что приоритетным методом анализа фурана и его производных в воздушных средах является газовая хроматография в сочетании с селективными детекторами или масс-спектрометрическим детектором. В качестве подготовки проб воздуха для газохроматографического анализа перспективным вариантом является термодесорбция с твердого сорбента. Анализ научно-технических и методических источников информации, методов и методик определения массовой концентрации ПАУ в атмосферном воздухе показал, что приоритетными методами определения данной группы токсикантов являются методы высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуориметрическим детектором (ВЭЖХ/ФЛД) и капиллярной газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектором (ГХ/МС). Рассмотрены различные способы отбора проб ПАУ, сорбированных на взвешенных частицах, и ПАУ, присутствующих в парообразном состоянии в атмосферном воздухе. В связи с присутствием токсикантов в воздухе в чрезвычайно низких концентрациях для достижения чувствительности определения ПАУ необходимо отбирать большой объем воздуха, что отрицательно влияет на конечный результат. Для извлечения ПАУ используются различные способы экстракции, включающие варианты жидкостной и твердофазной экстракции с использованием широкого спектра органических растворителей. Сложную аналитическую задачу представляет достижение селективности определения смеси ПАУ, присутствующих в одной пробе. Выбор аналитического метода зависит от качественного и количественного состава анализируемого воздуха, необходимости определения индивидуальных целевых компонентов, требуемой точности определения.