Хромато-масс-спектрометрическая идентификация несимметричного диметилгидразина и его производных в объектах окружающей среды и биологических средах населения, проживающего вблизи районов падения отделяющихся частей ракет-носителей

Введение. Вопрос наличия/отсутствия последствий техногенного воздействия ракетно-космической деятельности на протяжении длительного времени присутствует в повестке профессионального и общественно-политического сообществ, особенно в регионах, отдельные территории которых выделены в качестве районов падения отделяющихся частей ракет-носителей, в том числе в Республике Алтай.

Цель работы - идентификация химического состава снеговых проб, питьевой воды и крови населения в районах падения отделяющихся частей ракет-носителей Республики Алтай.

Материал и методы. Выполнена идентификация химического состава и количественное определение содержания N-нитрозоаминов образцов крови (n = 50) населения, постоянно проживающего вблизи районов падения отделяющихся частей ракет-носителей на территории Республики Алтай, снеговых проб (n = 7), питьевой воды (n = 9). Пробы исследованы гибридным методом - на газовом хроматографе Agilent с квадрупольным масс-спектрометрическим детектором. Для расшифровки результатов масс-спектрометрического анализа использованы библиотеки масс-спектральных данных NIST 08.L, WILEY275.L, PMW_TOX2.L., библиотеки Американского агентства защиты окружающей среды, наркотических, лекарственных, токсичных загрязняющих веществ. Количественное определение N-нитрозоаминов в образцах крови выполнено методом хромато-масс-спектрометрии.

Результаты. В процессе библиотечного поиска в 94% исследуемых образцов крови населения зарегистрированы вещества, которые могут быть идентифицированы как несимметричный диметилгидразин и в 6% образцов - продукт его распада N-нитрозодиметиламин. Вместе с тем вероятность отнесения данных примесей к искомым веществам составляла 4-26%. В образцах крови жителей, у которых идентифицированы несимметричный диметилгидразин и N-НДМА методом количественного хромато-масс-спектрометрического анализа обнаружены N-нитрозодиметиламин и N-нитрозодиэтиламин в диапазоне концентраций 0,00095-0,346 мг/дм³. В 100% исследованных образцов питьевой воды идентифицированы остаточные количества несимметричного диметилгидразина с низкой вероятностью совпадения с библиотечным масс-спектром 12-33%.

Заключение. Выполненные хромато-масс-спектрометрические исследования снеговых проб, образцов воды и крови населения, проживающего вблизи района падения отделяющихся частей ракет-носителей в Республике Алтай, позволили установить признаки присутствия остаточных количеств диметилгидразина и N-нитрозодиметиламина.

1. Братков А.А., Серегин Е.П., Горенков А.Ф. Химмотология ракетных и реактивных топлив. М.: Химия; 1987.

2. Кричевский С.В. Экологическая безопасность и экологическая политика аэрокосмической деятельности (актуальные вопросы новейшей истории). В кн.: Тезисы докладов ИИЕТ РАН: годичная научная конференция. М.: Диполь-Т, 2003: 433-5.

3. Кричевский С.В. Экологическая политика и экологическая безопасность ракетно-космической деятельности (методологичес-кие и практические аспекты). Конверсия в машиностроении. 2006; (2): 32-6.

4. Касимов Н.С., Ворожейкин А.П., Королева Т.В., Кречетов П.П., Проскуряков Ю.В. Ракетно-космическая деятельность как источник воздействия на окружающую среду. География, общество, окружающая среда. 2004; 4: 467-74.

5. Адушкин В.В., Козлов С.И., Петрова А.В., ред. Экологические проблемы и риски воздействия ракетно-космической техники на окружающую природную среду: Справочное пособие. М.: Анкил; 2000.

6. Schmidt E.W. Hydrazine and its Derivatives. New York: John Wiley & Sons; 2001.

7. Kenessov В., Alimzhanova M., Sailaukhanuly Ye., Baimatova N., Abilev M., Batyrbekova S., et al. Transformation products of 1,1-dimethylhydrazine and their distribution in soils of fall places of rocket carriers in Central Kazakhstan. Sci. Total. Environ. 2012; 427-428: 78-85. https://10.1016/j.scitotenv.2012.04.017

8. Бастраков С.И., Николаев А.П. Оценка риска качества питьевой воды для здоровья населения. Санитарный врач. 2013; (3): 9-10.

9. Кречетов П.П., Королева Т.В., Кондратьев А.Д. Несимметричный диметилгидразин как фактор воздействия на окружающую природную среду при осуществлении ракетно-космической деятельности. М.: Пеликан; 2008.

10. Клюев Н.А., Бродский Е.С. Современные методы масс-спектрометрического анализа органических соединений. Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева). 2002; 46(4): 57-63.

11. Мешков Н.А. Методические основы оценки влияния последствий ракетно-космической деятельности на здоровье населения, проживающего вблизи районов падения отделяющихся частей ракет-носителей. Экология. 2009; 10(4): 57-80.

12. Онищенко Г.Г. Влияние состояния окружающей среды на здоровье населения. Нерешённые проблемы и задачи. Гигиена и санитария. 2003; 82(1): 3-10.

13. Рахманин Ю.А., Малышева А.Г. Концепция развития государственной системы химико-аналитического мониторинга окружающей среды. Гигиена и санитария. 2013; 92(6): 4-9.

14. Белов А.А. К вопросу о токсичности и опасности гидразина и его производных. Современные проблемы токсикологии. 2000; (1): 25-33.

15. Малышева А.Г., Рахманин Ю.А. Физико-химические исследования и методы контроля веществ в гигиене окружающей среды. СПб.: Профессионал; 2012.

16. Онищенко Г.Г. О мерах по снижению негативного влияния техногенного загрязнения окружающей среды. В кн.: Материалы 3-го совещания Общенационального Экологического Форума. Волгоград – Пермь; 2001.

17. Уланова Т.С. Научно-методические основы химико-аналитического обеспечения гигиенических и медико-биологических исследований в экологии человека: Автореф. дисс. … д-ра биол. наук. М.; 2006.

18. Онищенко Г.Г., Рахманин Ю.А., Зайцева Н.В., Землянова М.А., Акатова А.А. Научно-методические аспекты обеспечения гигиенической безопасности населения в условиях воздействия химических факторов. М.: Медицинская книга; 2004: 109-19.

19. Fortin D.T., Chen R. Developing a trace level GC-MS method for detecting methylhydrazine in an experimental drug substance. J. Chromatogr. Sci. 2010; 48(4): 299-302. https://10.1093/chromsci/48.4.299

20. Буряк A.K., Татаурова О.Г., Ульянов А.В. Исследование продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина на модельных сорбентах методом газохроматографии/масс-спектрометрии. Масс-спектрометрия. 2004; 1(2): 147-52.

21. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks for Humans. Volume 52. Lyon: 1991.

22. WHO. Biomarkers and Human Biomonitoring. Children’s Health and the Environment WHO Training Package for the Health Sector; 2011.

23. Будников Г.К. Определение следовых количеств веществ как проблема современной аналитической химии. Соросовский образовательный журнал. 2000; 6(3): 45-51.

24. Крылов А.И. Разработка и совершенствование методов идентификации и определения органических аналитов в пробах неизвестного состава: Автореф. дисс. … д-ра хим. наук. СПб.; 2012.

25. МУК 4.1. 3479-17. Измерение массовых концентраций N-нитрозоаминов (N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин) в крови методом капиллярной газовой хроматографии. М.; 2017.

26. МУК 4.1.1871-04. Газохроматографическое определение N-нитрозодиметиламина (НДМА) в питьевой воде и воде водоёмов. М.; 2004.

27. ГН. 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водоёмных объектов хозяйственно-питьевого культурно-бытового водопользования. М.; 2003.

28. Fan J., Kong J., Feng S., Wang J., Peng P. Kinetic fluorimetric determination of trace hydrazine in environmental waters. Intern. J. Environ. Anal. Chem. 2006; 86(13): 995-1005.

29. Сотников Е.Е., Московкин А.С. Газохроматографическое определение несимметричного диметилгидразина в воде. Журнал аналитической химии. 2006; 61(2): 139-42.

30. Алимжанова М.Б., Досжан Г.Н., Кенесов Б.Н., Батырбекова С.Е., Наурызбаев М.К. Изучение процессов трансформации 1,1-диметилгидразина в воде в присутствии катионов железа (III), меди (II) и марганца (II). Вестник КазНУ им. аль-Фараби. Серия химическая. 2009; 54(2): 139-43.