Библиографическое описание:

Чупракова А. М., Боган В. И., Максимюк Н. Н., Асенова Б. К. Применение инверсионной вольтамперометрии при контроле содержания мышьяка в алкогольных напитках // Молодой ученый. — 2014. — №15. — С. 45-48.

Одной из актуальных социальных проблем на территории Челябинской области, как впрочем, и по всей России, остается «алкоголизация» населения и ее последствия. Основную долю потребления алкогольной продукции составляют крепкие напитки: водка, ликероводочные изделия, коньяк, а также пиво. Одной из причин «алкоголизации» является высокий уровень доступности крепких и слабоалкогольных напитков. «Алкоголизация» населения, особенно молодежи, отрицательно сказывается на генофонде области, деформируется демографический и социальный состав общества. В этой связи проблема предупреждения влияния некачественной и потенциально опасной алкогольной и спиртосодержащей продукции на здоровье населения является актуальной и приоритетной для Челябинской области [2, 6].

Анализ результатов мониторинга качества и безопасности пищевых продуктов 2010–2013 годы показывает, что на потребительский рынок области продолжает поступать продукция, не соответствующая гигиеническим требованиям по показателям безопасности [15–18]. Одной из загрязненных остается группа алкогольных напитков. Наиболее значимыми загрязнителями пищевых продуктов в области остаются токсичные элементы.

Мышьяк — один из тяжелых металлов, обнаруживаемых в продуктах питания, является высокотоксичным кумулятивным ядом. Контроль за его содержанием в пищевых продуктах и продовольственном сырье является обязательным и регулируется законодательством [1, 5, 7–9].

Одним из современных методов исследования пищевых продуктов и продовольственного сырья на содержание мышьяка является инверсионная вольтамперометрия. Практическое применение, анализ данных реализации метода инверсионной вольтамперометрии для осуществления контроля безопасности алкогольных напитков является важной и актуальной задачей. Нами были осуществлены исследования по определению содержания мышьяка в пробах алкогольных напитков методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторе «Пан-мышьяк».

Инверсионная вольтамперомерия мышьяка осуществлялась в соответствии со следующими методиками анализа: ГОСТ Р 51962–2002 «Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперометрический метод определения массовой концентрации мышьяка» и МУ 31–05/04 «Количественный химический анализ проб пищевых продуктов, продовольственного сырья, биологически активных добавок к пище. Методика выполнения измерений массовых концентраций мышьяка методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторах типа ТА».

МУ 31–05/04 устанавливают методику выполнения измерений массовой концентрации мышьяка во всех группах пищевых продуктов и продовольственного сырья, включая алкогольные и безалкогольные напитки, в биологически активных добавках к пище, биологических объектах. Диапазон измерения концентраций мышьяка данным методом составляет от 0,005 мг/кг до 5,0 мг/кг включительно. Предельно-допустимая концентрация мышьяка для алкогольной продукции, а именно: этилового спирта, водки, ликероводочных изделий, бренди (коньяка), вин, слабоалкогольных напитков, пива, составляет 0,2 мг/кг [1, 4].

Для исследовательских целей были использованы стандартные образцы состава раствора ионов мышьяка (ГСО 7264–96 ФГУП «Уральский научно-исследовательский институт метрологии», аттестованное значение образца — 0,1 мг/см3). С целью контроля достоверности результатов анализа осуществлялся оперативный контроль погрешности с применением метода добавок. Анализ выполнялся в условиях повторяемости и внутрилабораторной прецизионности [14].

Измерения массовой концентрации мышьяка выполнялись методом инверсионной вольтамперометрии после предварительной подготовки проб. Использовалась электроактивная форма мышьяка в степени окисления (3+); электронакопление проводилось в форме As (0); аналитический сигнал получали в результате электрохимической реакции As (0) → As (3+). Растворение навески и окисление всех форм мышьяка до As (5+) проводилось при нагревании со смесью азотной кислоты и перекиси водорода в присутствии солей магния. После упаривания раствора осадок помещался в муфельную печь и осуществлялось прокаливание при 500 °С для полного сжигания органических веществ. Неорганический осадок обрабатывался восстановителем (сернокислым гидразином) в концентрированной серной кислоте при нагревании, после чего избыток восстановителя и серной кислоты удалялся нагреванием в муфельной печи.

Из полученного раствора As (3+) осуществлялось накопление в виде As (0) на золото-углеродсодержащем электроде в течение заданного времени накопления ((10–300) секунд) при потенциале минус 1,6 В. Процесс электрорастворения As (0) с поверхности электрода проводился при изменении потенциала в положительную сторону до плюс 0,2 В. Потенциал анодного пика мышьяка: минус (0,20±0,05) В. Массовая концентрация мышьяка в пробе определялась методом добавок аттестованной смеси As в анализируемый раствор [1, 3, 5].

Результат единичного анализа вычислялся по формуле [1]:

где:

Хi — содержание мышьяка в анализируемой пробе, мг/кг;

Сд — концентрация аттестованной смеси мышьяка, из которой делается добавка к анализируемой пробе, мг/дм3;

Vд — объем добавки аттестованной смеси мышьяка, см3;

I1 — величина пика мышьяка в анализируемой пробе, мкА;

Vмин — объем минерализата, полученного растворением золы в известном объеме растворителя, см3;

Vал — объем аликвоты, взятой для анализа из минерализата, см3;

I2 — величина пика мышьяка в пробе с добавкой, мкА;

m — масса пробы, взятой для анализа, г.

Химические помехи, влияющие на результаты определения мышьяка, устранялись в процессе пробоподготовки [1, 5]. Для алкогольных напитков объем пробы, отбираемый для анализа, составляет 2 см3, сам анализ по продолжительности составляет 3,7 часа. Мониторинг результатов анализа проб алкогольных напитков на содержание мышьяка за последние 5 лет представлен в таблице.

Таблица

Мониторинг результатов анализа проб алкогольных напитков на содержание мышьяка за последние 5 лет

Исследование проб на содержание мышьяка

Год

Итого

Диапазон концентраций, мг/кг

менее 0,02

0,02–0,05

0,05–0,10

0,1–1,0

6 месяцев 2014 г

23

0

19

2

2

2013 г

72

30

33

8

1

2012 г

64

41

8

14

1

2011 г

92

63

23

4

2

2010 г

154

127

18

9

0

2009 г

301

192

79

24

6

ВСЕГО исследований

706

453

180

61

12

Анализ данных мониторинга результатов исследования проб алкогольных напитков на содержание мышьяка показывает, что наибольшее число результатов исследований приходится на диапазон концентраций менее 0,02 мг/кг. Предел обнаружения мышьяка методом инверсионной вольтамперометрии составляет 0,005 мг/кг. В пробах с концентрацией мышьяка менее 0,02 мг/кг метод инверсионной вольтамперометрии, как чувствительный метод, позволял обнаружить содержание мышьяка в исследуемой пробе [1].

В наших работах большое место занимают исследования, проведенные в области инверсионной вольтамперометрии, которая всегда рассматривалась как один из способов повышения чувствительности определений [10–13]. Применение инверсионной вольтамперометрии при мониторинге окружающей среды позволяет обеспечить экспрессный аналитический контроль содержания токсичных элементов в лабораториях, что в свою очередь, позволяет решить проблему предупреждения влияния некачественной и потенциально опасной алкогольной и спиртосодержащей продукции на здоровье населения Челябинской области.

Литература:

1.         Ребезов М. Б., Белокаменская А. М., Максимюк Н. Н., Наумова Н. Л., Зинина О. В. Оценка методов инверсионной вольтамерометрии, атомно-абсорбционного и фотометрического анализа токсичных элементов в продовольственном сырье и пищевых продуктах. Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2012. 94 с.

2.         Белокаменская А. М., Максимюк Н. Н., Мазаев А. Н., Ребезов М. Б. Контроль качества результатов анализа пищевых продуктов (при реализации методик фотоэлектрической колориметрии и инверсионной вольтамперометрии). Тамақ, жеңiл өнеркәсiптерi мен қонақжайлылық индустриясының, Алматы технологиялық университетiнiң 55 жылдығына арналған: мат. халықаралық ғылыми-тәжірибелік конф. Алматы: АТУ, 2012. С. 284–287.

3.         Белокаменская А. М., Зинина О. В., Прохасько Л. С., Ребезов Я. М. Сравнительная оценка методов исследований содержания токсичных элементов в продовольственном сырье и пищевых продуктах. Экономика и бизнес. Взгляд молодых. Челябинск:, 2012. С. 236–238.

4.         Белокаменская А. М., Ребезов М. Б., Мазаев А. Н., Ребезов Я. М., Зинина О. В. Применение физико-химических методов исследований в лабораториях Челябинской области. Молодой ученый. 2013. № 4. С. 48–53.

5.         Ребезов М. Б., Зыкова И. В., Белокаменская А. М., Ребезов Я. М. Контроль качества результата анализа при реализации методик фотоэлектрической фотометрии и инверсионной вольтамперометрии в исследовании проб пищевых продуктов на содержание мышьяка. Вестник Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого. 2013. Т. 2. № 71. С. 43–48.

6.         Белокаменская А. М., Ребезов М. Б., Зинина О.В, Ребезов Я. М. Методы контроля содержания мышьяка в продовольственном сырье и пищевых продуктах. Знания молодых для развития ветеринарной медицины и АПК страны. СПб: СПбГАВМ, 2013. С. 20–22.

7.         Чупракова А. М., Ребезов М. Б. Обеспечение экологической безопасности в Челябинской области. Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры. Материалы Всероссийской научно-методической конференции. Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2014. С.1090–1094.

8.         Белокаменская А. М., Ребезов М. Б., Соловьева А. А., Доронина А. С. Мониторинг результатов анализа проб пищевых продуктов и продовольственного сырья на содержание свинца, кадмия и мышьяка. Ғылым. Білім. Жастар, Алматы технологиялық университетінің 55-жылдығына арналған респуб-ликалық жас ғалымдар конференциясы. Алматы: АТУ, 2012. Б. 158–160.

9.         Белокаменская А. М., Ребезов М. Б., Мухамеджанова Э. К. Подбор современного оборудования для определения токсичных элементов с целью обеспечения качества испытаний. Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства. 2013. № 1. С. 292–296.

10.     Белокаменская А. М., Ребезов М. Б., Максимюк Н. Н., Асенова БК. Исследование пищевых продуктов и продовольственного сырья на содержание йода методом инверсионной вольтамперометрии. Сборник научных трудов SWorld. 2013. Т. 40. № 2. С. 3–7.

11.     Белокаменская А. М., Ребезов М. Б., Ребезов Я. М., Максимюк Н. Н. Исследование проб воды на содержание йода методом инверсионной вольтамперометрии. Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство. Материалы международной научно-технической конференции. Воронеж: Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2013. С. 736–740.

12.     Ребезов М. Б., Белокаменская А. М., Мазаев А. Н., Ребезов Я. М., Максимюк Н. Н. Контроль качества результатов определения кадмия в пищевых продуктах методом инверсионной вольтамперометрии и атомно-абсорбционной спектрометрии. Наукові праці Одеської національної академії харчових технологій Міністерство освіти і науки України. Одеса: ОНАХТ, 2012. Вип. 42. Т. 2. С. 378–384.

13.     Белокаменская А. М., Ребезов М. Б., Ребезов Я. М., Максимюк Н. Н. Исследование проб воды на содержание селена методом инверсионной вольтамперометрии. Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство. Материалы международной научно-технической конференции. Воронеж: Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2013. С. 741–744.

14.     Ребезов М. Б., Лукьянов С. И. Обеспечение качества испытаний. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. №. 4. Магнитогорск, 2006. С. 115–117.

15.     Боган В. И., Ребезов М. Б., Гайсина А. Р., Максимюк Н. Н., Асенова Б. К. Совершенствование методов контроля качества продовольственного сырья и пищевой продукции. Молодой ученый. 2013. № 10. С. 101–105.

16.     Ребезов М. Б., Белокаменская А. М., Зинина О. В., Наумова Н. Л., Максимюк Н. Н., Соловьева А. А., Солнцева А. А. Контроль качества результатов исследований продовольственного сырья и пищевых продуктов на содержание свинца. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2012. Т. 2. № 1. С. 157–162.

17.     Богатова О. В., Стадникова С. В., Ребезов М. Б. Накопление тяжелых металлов в молоке кобыл. Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство. Материалы международной научно-технической конференции. Воронеж: Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2013. С. 759–761.

18.     Белокаменская А. М., Ребезов М. Б., Мазаев А. Н., Ребезов Я. М., Максимюк Н. Н., Асенова Б. К. Исследование пищевых продуктов и продовольственного сырья на содержание ртути атомно-абсорбционным методом. Молодой ученый. 2013. № 10. С. 98–101.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle