Топырақтағы органикалық токсиканттарды анықтаудың «жасыл» әдістерін әзірлеу және енгізу

Жобасы Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі
3661/ГФ4

Mobirise Website Builder


Актуалдылығы:

Негізгі экологиялық қауіпсіздікті қамтамасыз ету әдісі – қоршаған орта объектілеріндегі улы қосылыстардың құрамын үздіксіз мониторинг және бақылау. Топырақ - ең ластанған және талдау үшін күрделі объект. Топырақтағы органикалық ластаушыларды анықтау үшін улы органикалық еріткіштерді қолдана отырып, ұзақ және «лас» сынама дайындау қажет.
Қазіргі уақытта жасыл аналитикалық химия, жасыл химияның экологиялық қауіпсіз талдау әдістерін әзірлеуге бағытталған бөлімі кеңінен таралды. Сынама дайындаудың ең перспективалы және «жасыл» әдісі - топырақтың үстіндегі газ фазасынан немесе су-топырақ суспензиясынан аналиттерді экстракциялауға негізделген қатты фазалық микроэкстракция (ҚФМЭ), ол экстракцияны, концентрлеуді және тазартуды 1 кезеңде біріктіруге мүмкіндік береді.
Осы әдіс негізінде қоршаған орта объектілері мен азық-түлік өнімдеріндегі органикалық ластаушыларды анықтаудың жүздеген әдістемелері әзірленді. Алайда, ҚФМЭ қолдану кезінде қатты үлгілердегі аналиттерді сандық анықтау ең үлкен қиындық тудырады. Экстракцияның тиімділігіне және аналиттердің жауап беруіне үлгінің механикалық құрамы мен ылғалдылығы, сондай-ақ органикалық көміртектің концентрациясы үлкен әсер етеді.
Матрица әсерін азайту және бақылау үшін ғалымдар бірқатар әдістерді ұсынды: ылғалдылықтың әсерін жою үшін артық су қосу; органикалық еріткішпен алдын ала экстракциялау, содан кейін оны буландыру және су қосу; суық талшықпен толық экстракция. Алайда, бұл әдістерді қолдану әдістің сезімталдығының айтарлықтай төмендеуіне, улы еріткіштерді қолдануға немесе талдаудың айтарлықтай қымбаттауына және күрделенуіне әкеледі.
Осы жобада матрица әсерін ішкі стандарт және қоспалар әдістерімен қосымша үлгілерді модификацияламай бақылау ұсынылады. Жоба аясында енгізілген стандарттардың үлгінің барлық көлемінде ұзақ теңестірілу мәселесі шешіледі. ҚФМЭ негізіндегі әдістемелерді оңтайландыру әдістемесі әзірленеді, ол максималды дәлдікке қол жеткізуге бағытталған.

Мақсаты:

жаңа «жасыл» әдістерді топырақтағы органикалық токсиканттарды анықтау үшін әзірлеу және енгізу.

Жобаның міндеттері:

  1. Органикалық ластағыштарды топырақта анықтау кезінде қатты фазалы микроэкстракция әдістемесін жетілдіру.
  2. Топырақ үлгілеріндегі келесі органикалық токсиканттарды сандық анықтаудың төрт жаңа әдістемесін әзірлеу: 1-метил-1Н-1,2,4-триазол; симметриялы емес диметилгидразин (дериватизациямен), фенол; ароматты көмірсутектер.
  3. Аналитикалық әдістемелерді Қазақстан аумағынан алынған топырақтарды талдау үшін апробациялау және енгізу.

Қолданылатын әдістер:

  • Газды хроматография масс-спектрометриялық детектормен
  • Тұтқыр фазалы микроэкстракция

Пайдаланылатын әдістемелердің классикалық әдістерден артықшылықтары:

  • Едәуір төмен өзіндік құн 1 үлгіні талдау есебінен (10 есеге дейін) материалдарға минималды шығындар мен автоматтандыру есебінен;
  • Практикалық тұрғыдан алғанда, қоршаған ортаға улы қосылыстардың және улы қалдықтардың шығарылуының толық дерлік болмауы.

Потенциалды әзірлеме пайдаланушыларына:

Егер әзірленіп жатқан әдістемелерді пайдалануға қызығушылық танытсаңыз, жоба жетекшісі Кенесов Булат Нурланұлына bkenesov@cfhma.kz мекенжайы бойынша хабарласыңыз.

Жоба бойынша жарияланымдар:
Халықаралық журналдардағы мақалалар:

  1. Yegemova S., Bakaikina N.V., Kenessov B., Koziel J., Nauryzbayev M., 2015. Determination of 1-methyl-1H-1,2,4-triazole in soils contaminated by rocket fuel using solid-phase microextraction, isotope dilution and gas chromatography - mass spectrometry. Talanta 143, 226-233. (IF=4.162, "Chemistry, Analytical" бөліміндегі бірінші квартиль)
  2. Zhubatov Z.K., Kenessov B., Bakaikina N.V., Bimaganbetova A.O., Akynbayev N., Bakhytkyzy I., 2016. Fast determination of 1-methyl-1H-1,2,4-triazole in soils contaminated by rocket fuel using solvent extraction, isotope dilution and GC-MS. Chromatographia 79, 491-499. (IF=1.402, "Chemistry, Analytical" бөліміндегі үшінші квартиль)
  3. Kenessov B., Koziel J., Bakaikina N.V., Orazbayeva D., 2016. Perspectives and challenges of on-site quantification of organic pollutants in soils using solid-phase microextraction. TrAC Trends in Analytical Chemistry 85B, 111-122. (IF = 8.442, "Chemistry, Analytical" санатындағы бірінші квартиль)
  4. Оразбаева Д., Кенесов Б., Козиел Дж.А., Насырова Д., Лябукова Н.В., 2017, Quantification of BTEX in soil by headspace SPME-GC-MS using combined standard addition and internal standard calibration. Chromatographia 80, 1249-1256. (IF=1.402, "Chemistry, Analytical" бөлімінде үшінші квартиль)
  5. Bakaikina N.V., Kenessov B., Ульяновский Н.В., Косяков Д.С., 2018. Quantification of transformation products of rocket fuel unsymmetrical dimethylhydrazine in soils using SPME and GC-MS. Talanta 184, 332-337. (IF = 4.162, "Chemistry, Analytical" бөліміндегі бірінші квартиль)
  6. Оразбаева Д., Кенесов Б., Псилаккис Э., Насырова Д., Бектасов М. Determination of transformation products of unsymmetrical dimethylhydrazine in water using vacuum-assisted headspace solid-phase microextraction. Journal of Chromatography A 1555, 30-46. (IF = 3.981, "Химия, аналитикалық" бөлімінде бірінші квартиль).

Конференция тезистері:

  1. Егемова С.С., Бакайкина Н.В., Кенесов Б.Н., 2015. Зымыран тасығыштардың құлау орындарындағы топырақтарда 1-метил-1Н-1,2,4-триазолды анықтау үшін қатты фазалық микроэкстракция әдісін газ хроматографиясы – масс-спектрометриясымен үйлестіру. «Хроматография теориясы мен практикасы» Бүкілресейлік конференциясының тезистері, Самара, Ресей. С.222.
  2. Bakaikina N.V., Yegemova S.S., Kenessov B.N., 2015. Study and minimization of matrix effect during determination of 1-methyl-1H-1,2,4-triazole by headspace solid-phase microextraction and GC-MS in soils contaminated by unsymmetrical dimethylhydrazine rocket fuel residuals. Abstracts of the International conference “Mendeleev-2015”, Saint Petersburg, Russia. P.370.
  3. Bakaikina N.V., Yegemova S.S., Kenessov B., 2015. Fast quantification of transformation products of rocket fuel unsymmetrical dimethylhydrazine in soil using solid-phase microextraction and GC-MS. Abstracts of the International Chemical Congress "Pacifichem-2015". ANYL 664.
  4. Orazbayeva D., Karatayeva U., Kenessov B., Koziel J.A., 2016. Quantification of BTEX in soil by SPME-GC-MS using standard addition and internal standard approaches. Abstracts of 18th International Symposium on Advances in Extraction Technologies & 22nd International Symposium on Separation Sciences, Torun, Poland. P.151.
  5. Бакайкина Н.В., Кенесов Б.Н., Ульяновский Н.В., Косяков Д.С., Покрышкин С.А., 2017. Топырақтағы асимметриялық диметилгидразиннің трансформация өнімдерін ТФМЭ-ГХ-МС/МС әдісімен анықтау. "Аналитикалық хроматография және капиллярлық электрофорез" Бүкілресейлік конференциясының тезистері, Туапсе, Ресей. С.194.
  6. Orazbayeva D., Kenessov B., Nassyrova D., Lyabukhova N., Bektassov M., Psillakis E., 2017. Determination of transformation products of unsymmetrical dimethylhydrazine in water using vacuum-assisted HSSPME. Abstracts of 19th International Symposium on Advances in Extraction Technologies, Santiago de Compostela, Spain. P.354.

Интерактивті онлайн-дәрістер:

  1. Кенесов Б.Н., Тухметова Д., Шакешев М. Қатты фазалы микроэкстракцияға кіріспе (ағылшын және орыс тілдерінде)
  2. Кенесов Б.Н., Оразбаева Д.С., Умирбекова Ж. Сандық химиялық талдау қатты фазалы микроэкстракцияны қолдану арқылы (ағылшын және орыс тілдерінде)

Offline Website Software