| 16. |
Аннотация |
Целью проекта является совершенствование методологии скрининга, идентификации и определения потенциально опасных продуктов дезинфекции водопроводной воды и воды бассейнов, получение новых знаний о превращениях растворенного органического вещества, характерного для арктических и приарктических территорий, при взаимодействии с дезинфицирующими агентами в процессе водоподготовки для совершенствования системы контроля качества воды.
Достижение поставленной цели предполагает решение следующих основных задач:
1. Разработка подходов к нецелевому скринингу максимально широкого круга побочных продуктов дезинфекции, основанных на применении жидкостной и газовой хроматографии / масс-спектрометрии высокого разрешения;
2. Установление круга побочных продуктов дезинфекции, образующихся при взаимодействии растворенного природного органического вещества, характерного для арктических и приарктических территорий, с дезинфицирующими агентами;
3. Изучение процессов трансформации важнейших антропогенных экотоксикантов природных и сточных вод под действием активного хлора, озона и УФ-обработок, применяемых в технологиях дезинфекции
4. Изучение влияния условий хлорирования и других воздействий в процессах дезинфекции на механизм и пути трансформации природных и антропогенных органических соединений в природных водах и компонентный состав образующихся побочных продуктов дезинфекции.
5. Разработка рекомендаций по совершенствованию технологий водоподготовки с целью снижения негативного воздействия побочных продуктов дезинфекции на состояние водных экосистем и здоровье человека.
Актуальность проекта.
Для дезинфекции питьевой воды и воды бассейнов как за рубежом, так и в Российской Федерации уже на протяжении многих десятилетий широко практикуется применение хлора и хлорсодержащих соединений. Повсеместное применение такого рода реагентов в первую очередь связано с высокой эффективностью уничтожения патогенной микрофлоры, стабильностью реагентов и низкими затратами на проведение процессов обеззараживания. Несмотря на все достоинства данного метода, его применение неизбежно приводит к проблеме образования побочных продуктов дезинфекции (ППД), обладающих высокой токсичностью, мутагенными и канцерогенными свойствами. К ним относятся, в первую очередь, хлор- и бромсодержащие соединения, среди которых в наибольших количествах образуются галогенпроизводные метана, уксусной кислоты, ацетонитрила, некоторых альдегидов и кетонов. Среди ППД, не содержащих галогенов, следует выделить опасные азотсодержащие соединения и, прежде всего, исключительно канцерогенные нитрозамины.
Особенно остро проблема ППД стоит для регионов, для которых характерно высокое содержание в природных водоемах растворенного органического вещества (РОВ), являющегося источником огромного количества низко- и высокомолекулярных соединений, способных взаимодействовать с активным хлором. В Российской Федерации особенно пристального внимания в этом плане заслуживают приарктические территории, реки которых питаются водами торфяных болот.
В настоящее время законодательному нормированию подлежит крайне узкий круг ППД, для которых характерны наибольшие концентрации в обработанной воде и определение которых требует минимальных затрат и простейшего оборудования. В России в соответствии с действующими санитарными правилами и нормами повсеместно контролируется лишь содержание остаточного хлора и трихлорметана (хлороформа), ПДК для которого установлена на уровне 200 мкг/л. В ряде городов (Москва, Уфа) лаборатории городских Водоканалов определяют все тригалометаны и галоуксусные кислоты, т.е. содержащие другие галогены, например, дибромхлорметан. За рубежом проблеме ППД уделяется существенно большее внимание, тем не менее перечень определяемых соединений до сих пор включает чуть более десятка позиций.
Адекватная оценка рисков, связанных с дезинфекцией водопроводной воды и воды бассейнов, должна основываться на максимально полных данных о компонентном составе и токсичности образующихся ППД с учетом специфики химического состава природных вод разных регионов, понимании механизмов и путей трансформации растворенного органического вещества разных классов под действием дезинфицирующих реагентов. Препятствиями для достижения таких целей являются сложность объекта исследования (наличие тысяч органических веществ различных классов), необходимость идентификации и определения аналитов в следовых концентрациях, обусловленная высокой токсичностью многих ППД, необходимость проведения нецелевого скрининга и идентификации большого количества соединений при отсутствии их стандартных образцов.
В связи с этим, исключительно актуальными являются исследования, направленные на совершенствование методологии скрининга, идентификации и определения максимально широкого круга ППД с применением наиболее информативных и чувствительных методов масс-спектрометрии. Проведение таких исследований имеет значение для развития методологии хроматографических и масс-спектрометрических методов анализа в целом, обеспечивает получение новых знаний о процессах трансформации органических соединений под действием активного хлора и, таким образом, вносит вклад в развитие аналитической и органической химии. Практическая значимость предлагаемого проекта заключается в выявлении новых потенциально токсичных ППД и определении их концентраций в водах с повышенным содержанием РОВ для совершенствования нормирования качества водопроводной воды и воды бассейнов, принятия технологических решений для предотвращения образования токсичных соединений в ходе дезинфекции воды.
Новизна проекта состоит в следующем:
1. Комплексность исследования, основанного на сочетании наиболее современных методов хроматографии и масс-спектрометрии для изучения процессов образования побочных продуктов дезинфекции при обеззараживании водопроводной воды и воды бассейнов;
2. Разработка новых подходов к характеристике продуктов хлорирования растворенного органического вещества и контролю протекающих в ходе дезинфекции процессов с применением методов масс-спектрометрии высокого разрешения и хемометрики;
3. Впервые планируется изучение процессов трансформации под действием активного хлора природного растворенного органического вещества, характерного для арктических и приарктических территорий России.
4. Идентификация новых, ранее неизвестных побочных продуктов дезинфекции. |