Определение миграции тяжёлых металлов из натуральных кож в модельные среды методом инверсионной вольтамперометрии

Михасева Наталья Юрьевна; Власова Галина Михайловна; Матвейко Николай Петрович

Научные статьи \ Математика. Естественные науки \ Химия. Кристаллография. Минералогия \ Аналитическая химия

Определение миграции тяжёлых металлов из натуральных кож в модельные среды методом инверсионной вольтамперометрии

Михасева Наталья Юрьевна Власова Галина Михайловна Матвейко Николай Петрович

Журнал: Вестник Витебского государственного технологического университета @vestnik-vstu

Рубрика: Химическая технология и экология

Статья в выпуске: 2 (17), 2009 года.

Бесплатный доступ

На основании исследований по определению содержания тяжелых металлов в жидких модельных средах методом инверсионной вольтамперометрии доказано, что процесс миграции тяжелых металлов в модельную среду «вода» менее интенсивный, чем в модельную среду «пот», и эта зависимость характерна практически для всех видов исследованных натуральных кож для верха обуви.

тяжелые металлы \ определение миграции \ миграция тяжелых металлов \ натуральные кожи \ обувные материалы \ методы определения \ инверсионная вольтамперометрия \ вода \ безопасность материалов \ характеристики материалов \ кожевенные материалы \ кожматериалы \ химическая безопасность \ миграция металлов \ модельные среды \ пот

Текст научной статьи Определение миграции тяжёлых металлов из натуральных кож в модельные среды методом инверсионной вольтамперометрии

Одним из важнейших факторов безопасности натуральных кож, предназначенных для изготовления обуви, является химическая безопасность, суть которой в отсутствии недопустимого риска, который может быть нанесен токсичными веществами жизни, здоровью и имуществу потребителей.

Токсичные вещества, если они присутствуют в обувном материале, могут мигрировать из него во внутриобувное пространство, а затем в организм человека. Накапливаясь в организме, в течение периода сезонной носки, тяжёлые металлы могут привести к хроническим заболеваниям [1].

Важно отметить, что миграция тяжелых металлов нормируется для жидких сред. Во внутриобувное пространство, соприкасающееся непосредственно со стопой человека, может проникать вода в результате промокания обуви, вследствие этого тяжелые металлы из обувной кожи способны проникать в организм человека. Кроме того в процессе жизнедеятельности человека происходит непрерывное выделение пота. Как показывают исследования, все части обуви, за исключением союзки, не выводят пот из обуви, а накапливают его во время носки. Выведение пота возможно естественной сушкой, когда обувь снята со стопы [2]. Очевидно, что возможна миграция тяжелых металлов также и в пот.

Миграция тяжелых металлов в модельные среды нормируется СанПиН 2.4.7.2005 «Гигиенические требования безопасности к детской одежде и обуви». Для жидкой модельной среды миграция химических веществ не должна превышать: для Cu – 50 мг/дм3, Pb – 1,0 мг/дм3 , Cd – 0,1 мг/дм3.

Цель работы – определение миграции тяжелых металлов из натуральных кож для верха обуви в модельные среды (воду и пот) методом инверсионной вольтамперометрии.

Для анализа были взяты натуральные кожи для верха обуви производства Минского производственного кожевенного объединения, характеристика которых представлены в таблице 1.

Отбор проб был произведен в соответствии с ГОСТ 938.0-75. Вещества для исследования взяты в следующей пропорции: 1гр кожи на 10 мл модельной среды. Образцы выдерживали в модельных средах 24 часа при температуре 37'С (в поте) и 18:с (в воде). После этого образцы извлекали и осуществляли выпаривание растворов (модельных сред) до получения влажного остатка с целью удаления из них органических веществ. Затем остаток растворяли в бидистилляте и снова выпаривали. Последнюю операцию проводили три раза. После этого остаток растворяли в фоновом электролите (0,1 М муравьиной кислоты).

Анализ полученного раствора на содержание Zn, Cd, Cu и Pb проводили методом добавок, используя стандартный раствор этих металлов. Для этого регистрировали три серии вольтамперограмм. При этом были использованы следующие основные параметры методики измерений: 1) УФ-подготовка – 20 с; 2) потенциал накопления – -1,500 В; 3) время накопления – 30 с; 4) потенциал успокоения – - 1,250 В; 5) потенциал конца развертки – 0,150 В; 6) скорость развертки потенциала - 70 мВ/с; 7) потенциал начала развертки – -1,250 В; 8) уровень вибрации – 6.

Относительная погрешность результатов измерений не превышает 25%.

На рисунке приведены вольтамперограммы для кожи «Каррара».

Рисунок – Вольтамперограммы фона (1), пробы (2) и пробы с добавкой (3) для кожи «Каррара»

Таблица 1 – Характеристика исследуемых материалов

Наименование кожи	Назначение кожи	Вид кожевенного сырья	Метод дубления	Способ крашения	Характер отделки	Вид покрытия	Толщина	Дополнительные данные
Каррара	кожа для верха обуви	КРС	хромовое	барабанное и покрывное крашение	с естественной подшлифованной лицевой поверхностью	полиуретановое	1,4-1,6	эластичная, с разбивкой в барабане
Свитязь	кожа для верха обуви	КРС	хромовое	барабанное и покрывное крашение	с естественной нешлифованной лицевой поверхностью	эмульсионное	0,9-1,2	эластичная, тисненая, с разбивкой в барабане, с мягким грифом лица
Мара	кожа для верха обуви	КРС	хромовое	барабанное и покрывное крашение	с естественной нешлифованной лицевой поверхностью	анилиновое	2,2-2,4	эластичная, предварительно тисненая, с разбивкой в барабане, с гидрофобной обработкой
Стивали	кожа для верха обуви	КРС	хромовое	барабанное и покрывное крашение	с естественной нешлифованной лицевой поверхностью, эластичная	полуанилиновое	1,4-1,6	гладкая, мягкая и шелковистая на ощупь, полублестящая
-	подкладочная кожа	свиная кожа	хромовое	барабанное и покрывное крашение	с естественной нешлифованной лицевой поверхностью	анилиновое	0,4-0,5	гладкая, без разбивки в барабане
-	подкладочная кожа	свиная кожа	хромовое	барабанное и покрывное крашение	с естественной нешлифованной лицевой поверхностью	эмульсионное	0,2-0,4	гладкая, без разбивки в барабане
Спилок	подкладочная кожа	КРС	хромовое	барабанное крашение	с естественной нешлифованной лицевой поверхностью	-	0,3-0,4	мягкая на ощупь
Тулип	бесподкладочная кожа	КРС	хромовое	барабанное и покрывное крашение	с естественной подшлифованной лицевой поверхностью	эмульсионное	1,4-1,6	эластичная, тисненая, полублестящая

Витебск 2009

Из рисунка видно, что на кривой пробы (кривая 2) имеется два максимума тока при Е = -0,4 - -0,2 В и Е = -0,1-+0,1 В, которые отвечают растворению Pb и Cu соответственно. На кривой пробы с добавкой (кривая 3) имеются четыре максимума тока, которые соответствуют Zn, Cd, Cu и Pb.

Аналогичные вольтамперные кривые получены для всех исследованных образцов кож.

С помощью специальной компьютерной программы рассчитана миграция тяжелых металлов из кож в модельные среды.

Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Миграция тяжелых металлов

Наименование кожтовара	Миграция тяжелых металлов (мг/дм³)
Наименование кожтовара	Zn (цинк)	Cu (медь)	Pb (свинец)	Cd (кадмий)
	Модельная среда – вода
Каррара	-	0,0029	0,00046	-
Свитязь	-	0,0043	0,00011	-
Мара	-	0,021	0,00018	-
Стивали	-	0,0028	-	-
Подкладочная кожа с анилиновым покрытием	-	0,0054	0,0025	-
Подкладочная кожа с эмульсионным покрытием	0,0011	0,079	0,001	0,0000016
Спилок	-	0,0033	0,000081	-
Тулип	-	0,0019		-
	Модельная среда – пот
Каррара	-	0,0089	-	-
Свитязь	-	0,018	0,00016	-
Мара	-	0,0028	-	-
Стивали	-	0,021	-	-
Подкладочная кожа с анилиновым покрытием	-	0,017	0,0044	-
Подкладочная кожа с эмульсионным покрытием	-	0,049	0,0016	-
Спилок	-	0,014	0,00026	-
Тулип	-	0,039	0,00029	0,0000062

Видно, что во всех случаях наблюдается миграция тяжелых металлов как в воду, так и пот. При этом медь (Cu) мигрирует и в воду, и в пот из всех кож, отобранных для анализа. Миграция металлов в пот выше, чем в воду, приблизительно в 1,5-3,2 раза. Это обусловлено тем, что пот является более агрессивной средой, чем вода.

Миграция цинка (Zn) наблюдается только для свиной подкладочной кожи с эмульсионным покрытием и только в модельную среду – вода. Для этой же кожи выявлена миграция меди и свинца, причем в пот меди мигрировало на 38% меньше, чем в воду. Для этой же кожи и кожи «Тулип» в незначительных количествах выявлена миграция кадмия.

Наибольшее количество меди мигрировало из свиной подкладочной кожи с эмульсионным покрытием в воду, а свинца – из свиной подкладочной кожи с анилиновым покрытием – в пот.

Однако миграция Cd, Cu и Pb не превышает норм СанПиН 2.4.7.-2005. Это значит, что процесс производства кож обеспечивает ее безопасность при эксплуатации в соответствии с требованиями по миграции тяжелых металлов.

Список литературы Определение миграции тяжёлых металлов из натуральных кож в модельные среды методом инверсионной вольтамперометрии

Защита населения и объектов в чрезвычайных ситуациях. Радиационная безопасность: пособие. В 3 ч. Ч.2. Система выживания населения и защита территорий в чрезвычайных ситуациях/С. В. Дорожко, В. Т. Пустовит, Г. И. Морзак, В. Ф. Мурашко. -Минск: Дикта, 2007. -400 с.
Конструирование изделий из кожи: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Конструирование изделий из кожи», «Технология изделий из кожи»/Ю. П. Зыбин, В. М. Ключникова, Т. С. Кочеткова, В. А. Фукин. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. -264 с.

Определение миграции тяжёлых металлов из натуральных кож в модельные среды методом инверсионной вольтамперометрии

Похожие статьи в разделе Аналитическая химия

Текст научной статьи Определение миграции тяжёлых металлов из натуральных кож в модельные среды методом инверсионной вольтамперометрии

Список литературы Определение миграции тяжёлых металлов из натуральных кож в модельные среды методом инверсионной вольтамперометрии