Хромато-масс-спектрометрическая идентификация несимметричного диметилгидразина и N-нитрозодиметиламина

Введение. Экологическая безопасность является одним из главных приоритетов государственной политики и обеспечивает правовое регулирование отношений в области космической деятельности в целях укрепления обороны и безопасности Российской Федерации и дальнейшего расширения международного сотрудничества Российской Федерации.

Материалы и методы. В районах падения ступеней ракет-носителей (РН) проведены скрининговые исследования по идентификации компонента ракетного топлива 1,1-несимметричного диметилгидразина в пробах атмосферного воздуха (n = 14) и питьевой воды (n = 23); количественное определение его метаболита N-нитрозодиметиламина в крови жителей (n = 90), проживающих на обследуемых территориях до запуска ракет (n = 45) и после запуска (n = 45); количественное определение метаболита N-нитрозодиметиламина в моче жителей группы наблюдения (n = 108). Для сравнения выбрана группа жителей, не имеющих отношения к воздействиям и последствиям ракетно-космической деятельности (n = 13). Идентификация и анализ проб атмосферного воздуха, питьевой воды и биологических сред (кровь, моча) выполняли на газовом хроматографе Agilent (USA) с масс-селективным детектором с использованием температурного режима программирования капиллярной колонки HP-FFAP 30 m • 0,25 mm • 0,25 µm.

Результаты. Показано отсутствие несимметричного 1,1-диметилгидразина в 100% проанализированных проб атмосферного воздуха. В период наблюдений в пробах питьевой воды обнаружены концентрации N-нитрозодиметиламина от 0,00039 до 0,001 мг/дм³, не превышающих гигиенического норматива (ПДК_НДМА – 0,01 мг/дм³). В исследуемых образцах крови населения обнаружены концентрации N-нитрозодиметиламина 0,00095–0,346 мг/дм³. Установлено, что после запуска ракет концентрация N-НДМА в крови превышала в 1,8 раза концентрацию в крови до запуска ракет. В образце мочи жителя, проживающего на обследуемой территории, с высокой степенью достоверности идентифицирован N-нитрозодиметиламин по основному иону массой 74 m/z и подтверждающему массой 42 m/z и количественно рассчитана концентрация, которая составила С_N-ДМА = 0,23 мкг/мл. Обнаружение N-нитрозодиметиламина в крови и моче, даже в следовых количествах, свидетельствует о возможности экспозиции.

Заключение. Разработанный комплекс исследований позволил доказать относительную безопасность экологической ситуации в районах падения ступеней РН и расположенных вблизи границ населённых пунктов в части загрязнения среды обитания несимметричным диметилгидразином и может использоваться для системного мониторинга.

1. Зайцева Н.В., Май И.В., Клейн С.В. К вопросу установления и доказательства вреда здоровью населения при выявлении неприемлемого риска, обусловленного факторами среды обитания. Анализ риска здоровью. 2013; (2): 14-26.

2. Алексеев Б.Н., Юнак А.И. Повышение эффективности обеспечения экологической безопасности военной деятельности: проблемы совершенствования правового и экономического механизмов природопользования. Экологическое право. 2001; (2): 30-3.

3. Ефременков А.А., Малыгин А.А., Горбачев И.В. Экологический мониторинг космической деятельности в районах падения отделяющихся частей ракет-носителей (нормативные аспекты). Мир науки, культуры, образования. 2012; (4): 310-5.

4. Спицын А.Г. Проблемы глобальной экологии в мировой политике XXI века. Вестник Московского государственного лингвистического университета. 2014; (23): 174-85.

5. Ефременков А.А. Основные направления работ по обеспечению экологической безопасности в районах падения отделяющихся частей ракет и ракет-носителей. Мир науки, культуры, образования. 2010; (5): 248-9.

6. Бурков В.А. Проблемы эксплуатации районов падения РН на территории Томской области. В кн.: Материалы научно-технической конференции «Проблемные вопросы открытия и эксплуатации трасс запусков космических аппаратов, баллистического и метеорологического обеспечения пусков ракет-носителей». М.: ЦЭНКИ; 2010.

7. Двуреченский А.И., Авдошкин В.В. Проблемы эксплуатации районов падения отделяющихся частей РН. Мир науки, культуры, образования. 2010; (5): 247-8.

8. Кондратьев А.Д. Совершенствование экологического мониторинга с учетом закона «О районах падения космических объектов и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Мир науки, культуры, образования. 2010; (5): 250-2.

9. Кондратьев А.Д., Кречетов П.П., Королева Т.В., Черницова О.В. Космодром «Байконур» как объект природопользования. М.: Пеликан; 2008.

10. Кондратьев А.Д., Королева Т.В., Пузанов А.В., Черницова О.В., Ефременков А.А., Шарапова А.В. и соавт. Совершенствование системы экологического мониторинга районов падения отделяющихся частей ракет-носителей. Мир науки, культуры, образования. 2012; (6): 483-6.

11. Королева Т.В., Кречетов П.П. Структура и задачи экологического мониторинга районов падения отделяющихся частей ракет-носителей. Мир науки, культуры, образования. 2010; (5): 252-4.

12. Батырбекова С.Е. Мониторинговые исследования состояния территорий космодрома «Байконур». Вестник Казахского национального университета. Серия химическая. 2004; (3): 120-5.

13. Евлашевский Г.Я. Ракетно-космическая деятельность и патологическая пораженность населения, проживающего в зонах Алтайского края, прилегающих к районам падения отделяющихся частей ракет-носителей. Сибирь-Восток. 2006; (4): 19-21.

14. Попов И.Н. Качественная и количественная характеристика загрязнения мест падения отделяющихся частей ракет-носителей в районе падения «Койда» с использованием статистических данных. Двойные технологии. 2006; (3): 52.

15. Сидоров П.И., ред. Системный мониторинг ракетно-космической деятельности. М.: МЕДпресс-информ; 2007.

16. Проведение работ по оценке окружающей среды в районах падения отделяющихся частей ракетоносителей под воздействием природных и антропогенных факторов по результатам экологического мониторинга РП ОЧРН: Отчет по НИР. М.; 2006.

17. Шойхет Я.Н., Колядо И.Б., Колядо В.Б., Богданов С.В., Трунова Л.Н. Заболеваемость населения территорий, прилегающих к районам падения отделяющихся частей ракет-носителей. Проблемы клинической медицины. 2005; (4): 102-8.

18. Сидоров П.И., Совершаева С.Л., ред. Аналитический отчет «Состояние здоровья населения, проживающего на территориях, подверженных влиянию ракетно-космической деятельности, по данным исследований за период с 1995 по 2005 год» (договор № 11/пм на выполнение НИР «Медико-экологический мониторинг на территориях, находящихся в зоне влияния ракетно-космической деятельности»). Архангельск; 2006.

19. Войсят Н.В. Особенности вегетативной регуляции у работников промышленного предприятия, длительно контактировавших с допустимыми дозами несимметричного диметилгидразина: Автореф. дисс.. канд. мед. наук. Пермь; 2006.

20. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). Toxicological Profiles. Available at: https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiledocs/index.html

21. Sharapova A.V., Semenkov I.N., Koroleva T.V., Krechetov P.P., Lednev S.A., Smolenkov A.D. Snow pollution by nitrogen-containing substances as a consequence of rocket launches from the Baikonur Cosmodrome. Sci. Total Environ. 2020; 709: 136072. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136072

22. Мешков Н.А. Методические основы оценки влияния последствий ракетно-космической деятельности на здоровье населения, проживающего вблизи районов падения отделяющихся частей ракет-носителей. Российский биомедицинский журнал. 2009; (10): 57-80.

23. Воздействие ракетно-космической техники на окружающую среду. Available at: https://ecodelo.org/3136-vozdeistvie_raketnokosmicheskoi_tekhniki_na_okruzhayushchuyu_sredu-vozdeistvie_osnovnykh_vidov_

24. Панин Л.Е., Перова А.Ю. Медико-социальные и экологические проблемы использования ракет на жидком топливе (гептил). Сибирское отделение российской академии медицинских наук. 2006; 26(1): 124-31.

25. Робертус Ю.В., Пузанов А.В., Любимов Р.В., Архипов И.А., Горбачев И.В. Анализ распределения фрагментов отделяющихся частей ракетоносителей «Протон» на территории Республики Алтай. Мир науки, культуры, образования. 2013; (2): 314-7.

26. Ворожейкин А.П., Куликов К.И., Королева Т.В., Проскуряков Ю.В., Бушмарин А.Б. Перспективы изучения последствий ракетно-космической деятельности на территории российского Севера. Экология северных территорий России. В кн.: Материалы международной конференции «Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения». Том 2. Архангельск; 2002: 304-7.

27. Carlsen L., Kenessov B.N., Batyrbekova S.Ye. A QSAR/QSTR study on the human health impact by the rocket fuel 1,1-dimethylhydrazine and its transformation products. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2009; 27(3): 415-23. https://doi.org/10.1016/j.etap.2009.01.005

28. Mitch W.A., Sharp J.A., Trussell R.R., Valentine R.L., Alvarez-Cohen L., Sedlak D.L. N-nitrosodimethylamine (NDMA) as a drinking water contaminant: A Review. Environ. Eng. Sci. 2003; 20(5): 389-404. https://doi.org/10.1089/109287503768335896

29. Бырька А.А. Применение аналитических методов для оценки загрязнения атмосферного воздуха при запусках ракет-носителей различных классов с космодрома «Плесецк». В кн.: Сборник трудов XXV Межведомственной научно-технической конференции, посвященной 50-летию космодрома Плесецк (14-15 июня 2007 года). Плесецк; 2008: 18-23