Сотрудники лаборатории геохимии углерода им. Э. М. Галимова Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) представили всесторонний обзор последних технических достижений, касающихся применения метода масс-спектрометрии изотопных соотношений для анализа органических (полициклические ароматические углеводороды, пестициды, полихлорированные дифенилы, хлорированные и бромированные бензолы, взрывчатые вещества и прочие), неорганических (нитраты и нитриты) загрязнителей, а также метилртути и микропластиков применительно к анализу морской среды (Рис. 1). Результаты исследования опубликованы в журнале Analytical and Bioanalytical Chemistry (Kuznetsova, 2024).

В морской среде обнаруживается все большее число органических и неорганических загрязнителей, представляющих серьезную угрозу экосистеме и здоровью человека даже в ничтожных концентрациях. Масс-спектрометрия изотопных соотношений (IRMS) является одним из важнейших методов определения происхождения и судьбы загрязнителей окружающей среды и характеристики процессов их трансформации. Однако метод по-прежнему сталкивается со многими аналитическими проблемами. В данной работе сотрудники лаборатории геохимии углерода им. Э. М. Галимова ГЕОХИ представили всесторонний обзор последних технических достижений, касающихся IRMS-анализа различных загрязняющих веществ, также обсуждаются типичные подводные камни, встречающиеся при анализе морской среды.

Особое внимание уделяется изучению методов отбора проб и пробоподготовке образцов для последующего анализа, что часто является ключом к успешному исследованию, учитывая сложность морских матриц и многочисленное количество и типов загрязняющих веществ. Намечены перспективы IRMS для мониторинга источников загрязнения и трансформации загрязняющих веществ в морской среде.

Обзор охватывает применение метода IRMS для анализа органических (полициклические ароматические углеводороды, пестициды, полихлорированные дифенилы, хлорированные и бромированные бензолы, взрывчатые вещества и прочие), неорганических (нитраты и нитриты) загрязнителей, а также метилртути и микропластиков применительно к анализу морской среды (схематично представлено на Рис. 1).

Отмечено, что основным недостатком метода является не всегда достаточная чувствительность и необходимость в связи с этим концентрирования проб. В будущем даже скромные инструментальные усовершенствования позволят улучшить возможности метода в экологическом мониторинге микрозагрязнителей. Кроме того, поскольку пути трансформации большинства микрозагрязнителей все еще неизвестны, ожидается, что систематическое изучение этого вопроса значительно улучшит интерпретацию результатов изотопного анализа.

Компонентный анализ микрозагрязнителей в сочетании с идентификацией и моделированием продуктов преобразования может в будущем внести значительный вклад в выявление очагов распространения микрозагрязнителей в масштабах длительного времени. Предполагается, что благодаря предоставлению недостающей информации о деградации микрозагрязнителей и круговороте, такая информация послужит основой для законодательства и нормативных актов по контролю за содержанием микрозагрязнителей. Однако по-прежнему существуют пробелы в методах отбора проб и критериях выбора устройств для отбора проб, которым в последнее время уделяется повышенное внимание со стороны регулирующих органов и научных организаций, особенно в технологии пробоподготовки. Многообещающая стратегия сокращения трудоемкости, времени и финансовые затраты связаны с использованием автоматических или полуавтоматических устройств.

«Общая цель этого обзора состояла в том, чтобы осветить проблемы и перспективы, связанные с изучением источников загрязнения морской среды. Такие достижения могут стать основой для дальнейшего развития метода IRMS», – сказала старший научный сотрудник лаборатории геохимии углерода им. Э. М. Галимова ГЕОХИ РАН Ольга Кузнецова.

Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России.

Источник: ГЕОХИ РАН.