Способ определения концентрации меркаптанов в водной среде

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИДЛИСИЧЕСйХЯ РЕСПУБЛИК 1784913 А(5)5ТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАВЕДОМСТВО СССРй инстил в хим нии оги- ние зобИзобретение относится к аналити до 1500 мг/л, в очищенных сточныхческой химий объектов окружающей сре- водах 0,1-5 мг/л. В процессе жизнеды и санитарной гидробиологии и ка - деятельности организмов, особенно всается определения концентрации мер- : зарослях водорослей выделяется докаптанов в природных водах-. 50-400 .10-г на 1 г живого веса вМеркаптаны или тиолы - производ- час меркаптаносоединений, Меркаптаные сероводорода являются специфичес-ны относятся к числу высокотоксичныхкими и приоритетнымизагрязнителями и трудноопределяемых веществ, ПдК вприродных вод, Они попадают в водо- воде водоемов метилмеркапзана по орем со сточными. водами предприятий . ганолептическому показателю состав-"целлюлозно-бумажной, нефтедоЬывающей ляет 0,0002 мг/л,и нефтеперерабатывающей и химическойВ настоящее время известны кпромышленности, а также накапливают- метрические, потенциометрическися в водоемах в результате жизнеде- Риметрические, газохромотографиятельности многих организмов, Так, методынапример, содержание сероводорода имеркаптанов в подскипидарной воде длительны; т емки,различных предприятий целлюлозно-бу" ую чувствител ть имажной промышленности достигает от е пригодны для оценки олорие, тит.ческие Рудо ьнос Эти методы имеют невысок практически нС.С,Тимофеева, В,З,Беспа о аМ,БеймЛурье Ц,Ю. Аналитическая ияшленных сточных вод, М,: Химия, с. 413-417.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИАПТАНОВ В ВОДНОЙ СРЕДЕИспользование; при проведеизов воды для контроля эколой обстановки, Цель; повышеости определяния меркаптанов иение трудозатрат, Сущность и и А, Ьб) прбм 1984 (54) МЕРК(я)анал ческ точн сниж ретения: отбирают в качестве проЬбентосные Формы водной растительнос-,ти,гомогенизируют пробы в трис-НС 1буфере, добавляют в качестве реагентовцистеин, 2-меркаптоэтанол и аце.; тат свинца, регистрируют вкачестве химического параметра активностью фермента1 ф.циа но-ала ни нсинта зы и устанавливаютконцентрацию меркаптанов в пробе по ка"либровочному графику. Положительный эф"фект: индикация меркаптанов произвс)- дится в течение 45-60 мин, способпозволяет производить Ъкс 11 ресс-диаг-.ностику непосредственно по реакциямбиоты без использовьййя сецйальйойустановки и дефицитных реагентов1 ил. 2 табл.,экологической ситуации в объектахокружающей среды,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является способ определения соединений по ферментативной активности,ферменты служат универсальными атрибутами живой клетки, создающими основу биохимической эволюции, и поэтому доЛжны учитйват 6 при решении вопросов био/огическог 6 контроля качестваокружающей среды. Сероводород индуцирует активность нитратредуктазы влистьях шпината, уровень активностифермента возрастает, что связано сингибированием ферментов, окисляющихНАЛН,Недостатками известного способаявляются: 20применение другого класса Фермента,определение выполнено на наземныхрастениях,невысокая чувствительность по меркаптанам. , 25Целью изобретения является определение концентрации меркаптанов в водной среде, повышение точности опреде"ления, снижение трудозатрат на одноопределение, 30Это достигается тем, что согласнопредлагаемому способу, заключающемуся в определении активности ферментов, присутствие меркаптанов в природных водах определяют по активностифермента /3-цианоаланинсинтазы в бен".,тосных Формах водной растительностиводоема,ф-цианоаланинсинтаза (3-ЦАС)-пиридоксальзависимая лиаза, которая катализирует реакцию замещения по схемеьнснас 1 щн 2 СООНкьнжя-Сн гснин,соон++Н 81,Продуктом реакции являются тиоэфир и сероводород В присутствии 45меркаптанов в среде активность ф-цианоаланинсинтазы в макрофитах увели"чивается илиуменьшается по сравнениюс контролем.В основе предлагаемого способаэкспериментальные данные, полученныеавторами при изучении закономерностииндукции-ЦАС на растворах меркаптанов,Известно., что в ответ на загрязнения, на токсиканты организмы реагируют изменением биохимических показателей, характеризующих ключевыезвенья метаболизма гидробйойтов. Как правило, наблюдается нарастание (индукция) активности ферментов при невысоких дозах реагента и ее снижениепо сравнению с контролем - при высоких,Установлено, что высшее водное растение - злодея канадская - один израспространенных видов в водоемахСоветского Союза, при инкубации нарастворах меркаптана, в частности 2 меркаптоэтанола, изменяет уровень активности (3-ЦАС в зависимости от действующей концентрации или дозы реагента. Эта зависимость и положена в.основу предлагаемого способа.Способ определения концентрациимеркаптанов в природных водах осуществляют следующим образом,Определение меркаптанов начинаетсяс построения калибровочной кривой.,Оля этого организмы Фитобентоса,например злодею канадскую, инкубируют врастворах меркаптана различной концентрации от 10 з до 10 7 моль/л в течение 1-5 сут, Из расчета 8 г фито"массы в литре. По прошествии определенноговремени навеску растений 2 грастирают в Фарфоровой ступке на хо"лоде, добавляют 5 мл 0,2 М трис-солянокислого буфера рН 8,8, смесь отжимают через марлю в 4 слоя, переносят в центрифужные пробирки и центрифугируют 5 минут при 12 тыс, об/мин,надосадочную жидкость отделяют ц используют для опредеаения активностир-ЦАС,Лля определения активности в пробирку приливают 1,2 мм 0,2 М трис-ацетатного буфера рН 9,25; 0,2 мл Ферментного экстракта; 0,2 мл 0,1 М цистеина и 0,2 мл 0,1 М меркаптоэтанола;0,2 мл 0,002 М ацетата свинца. В кон- . трольной колбе .вместо раствора ацетата свинца добавляют 0,2 мл дистиллиро- . ванной воды, Пробирки тщательно встряхивают и инкубируют в термостате при 37 ОС 30 минут, Затем изменяют оптическую плотность опытных растворов относительноконтрольных при 1 = Зб 0 нм в кюветах 0,5 см.Активнрстьфермента рассчитывают по формулеА= 158 Л,где А - активность фермента, нмольмг- мин-;Д - оптическая плотность;158- пересчетный коэФФициент,, тов,вестным по Лурь предлагаемым 0 0,9 10-з 1,110 ф10 10-3 1,210 ф 0,8110не опред 1010 6 0,950,82 ется и ц а Операци пособ дла гаемы й известны Разделнетовтоком компокой отсутствует енее ч 17849На основе полученных данных строятколибровочную кривую активноети р-ЦАС,. откладывая на оси абсцисс кконцентрацию меркаптана (моль/л) или его дозу(мг/г), а на оси ординат- стейеньиндукции -ЦАС,На чертеже представлена калибровочная криваяП р и м е р, Определение меркаптанов начинают с отбора проб организмовфитобентоса в районе выпуска сточныхвод и условно чистом створе,Растения отбирают известными гид"робиологическими методами, разбирают 15по видам, Берут навеску индикаторногорастения, тщательно гомогенизируют иподготавливают ферментный экстракт,как описано выше при постржний калибровочного графика, 20.Определяют активность р(АС и покалибровочной кривой находят концент-.рацию меркаптана.Результаты определения меркаптанав водах предлагаемым и известнымспособом приведены в табл.1.Предлагаемый способ является экспресс-методом, т.к, позволяет про"вести индикацию меркаптанов.в течение45-60 минут, в то время как известным ЗО .методом до 4 часов. Предлагаемый метод позволяет исключить ряд длительных.процедур пробоподготовки и выделениямеркаптанов (табл.2), использованиеспециальной установки и остродефицитных реагентов. 13 бКроме того, предлагаемый способпозволяет проводить более быструю иточную диагностику загрязнения природных вод непосредственно по реакциям биоты, что важно при организацииэкологического мониторинга в сети,Госкомгидромета в рамках общегосударственной службы наблюдений и контро"ля за загрязненностью объектов природной среды (ОГСНК),Формула изобретения Способ определения концентрациимеркаптанов в водной среде, предусматривающий отбор проб, их гомогенизирование, добавление реагентов, регистрацию химического параметра иустановление концентрации меркаптановв пробе по калибровочному граФику,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности определенияи снижения трудозатрат, в качествепроб отбирают бентосные формы воднойрастительности,гомогенизацию пробыосуществляют в трис-НС 1 буфере, переддобавлением реагентов проводят цент .рифугирование гомогената и приготовление ферментной вытяжки,в качествереагентов используют цистеин, 2-меркаптоэтанол и ацетат свинца, а в качестве химического параметра регистрируют активность Фермента р-цианоаланинсинтазы,еФ ЮМаатЮ а тОперации Способ известный предлагаемый Осаждейие суспензией карбонатакадмия не менее 3 ч отсутствует Выделение меркап-.танов из солей 2-10 мин отсутствует 1 цас 35 минут 10 минут 1-2 цаса Итого 34 цаса КаффРевеяж 11 гРФЯ ваяя опреямещаиерщйанов в щародщд в дад 1 О МОЛ тель,С,Тимоф М,Моргейтал Соста Техре Реда кто Мотыл 1(оррект аказ 4362 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКИТ СССР113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5 о-иэдательский комбинат "11 атент", г.УЖгород, ул. Гагарина иэводств Отбор проб рас" тений и подго- . товка пробы Определение Расцет йо формулам отсутствует.10 минут 10 минут