Проект Комитета науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан AP14871374
Количественное определение органических загрязнителей включает в себя сбор проб окружающей среды, транспортировку в лабораторию и их лабораторный анализ. Проведение анализа в поле позволило бы избежать транспортировки, снизить затраты, повысить точность, ускорить принятие решений об уровнях риска для окружающей среды и здоровья человека, площади загрязнения. Твердофазная микроэкстракция (ТФМЭ) является одним из лучших решений для анализа на месте отбора проб, поскольку является простым, не требует органических растворителей, объединяет отбор проб и подготовку образцов в один этап. Тем не менее, количество доступных методов ТФМЭ полевого количественного определения органических загрязнителей на основе ТФМЭ ограничено, что обусловлено сложностью их разработки. Большинство доступных методов, основанных на ТФМЭ, не могут быть использованы для анализа на месте отбора, так как не оптимизированы для портативных приборов и полевых условий.
Проект направлен на разработку четырех простых и точных методик газохроматографического определения летучих органических соединений в почве, воде и воздухе на месте отбора проб с использованием твердофазной микроэкстракции.
Будут разработаны, протестированы и подготовлены к применению методики количественного определения продуктов трансформации (ПТ) ракетного топлива несимметричного диметилгидразина (НДМГ) в почве, воздухе и воде и БТЭК (бензол, толуол, этилбензол и о-ксилол) в воздухе с использованием ТФМЭ и портативной газовой хроматографии (ГХ).
Разработанные методики будут готовы к применению лабораториями, проводящими исследование и мониторинг объектов окружающей среды, а также судебно-криминалистические исследования. Новые методики количественного определения продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина на месте отбора проб позволят быстрее, дешевле и точнее (за счет меньших потерь нестабильных аналитов при транспортировке) получать и обрабатывать очень важные данные об уровнях загрязнения почвы, воды и воздуха, а также принимать более эффективные решения, направленные на снижение экологического риска и риска для здоровья, связанные с регулярными и случайными разливами токсичного ракетного топлива. С помощью новых методик можно существенно снизить негативные последствия аварийный разливов токсичного ракетного топлива. Более быстрый сбор данных на месте отбора с использованием разработанных методик поможет разрабатывать более эффективные планы отбора проб для дальнейших лабораторных анализов. Новый метод определения БТЭК в воздухе на месте отбора позволит более точно контролировать концентрации этих аналитов в воздухе, а также оперативно собирать и обрабатывать данные в случае аварийных ситуаций (проливы бензина и сырой нефти, пожары и т.д.). Разработанные методики могут быть дополнительно усовершенствованы для использования с портативными ГХ-МС. Новые знания, полученные в ходе проекта, должны дать импульс разработке новых методик количественного определения органических загрязнителей на основе ТФМЭ на месте отбора. Рекомендации по разработке таких методик анализа должны оказать существенную помощь в данных исследованиям. В долгосрочной перспективе разработанные методики и полученные знания могут снизить затраты на мониторинг окружающей среды, оказать положительное влияние на чистоту и безопасность окружающей среды. В ходе проекта будут подготовлены не менее двух докторов философии (PhD) и один магистр. Научно-технический потенциал и конкурентоспособность нашей и других исследовательских групп возрастут, поскольку они смогут проводить более продвинутые экологические исследования с большей эффективностью (получать больше данных при меньших затратах). Коммерциализация может быть достигнута путем предоставления внешних услуг с использованием разработанных методик.
1. Получен, установлен и настроен портативный газовый хроматограф (ГХ) SRI 8610C со встроенным компрессором, устройством для ввода проб с делением и без деления потока, комбинированным пламенно-ионизационным и азотно-фосфорным детектором, фотоионизационным детектором, а также генератором чистого водорода QL-M150.
2. Разработаны четыре новые методики анализа на основе твердофазной микроэкстракции и газовой хроматографии для количественного определения:
- восьми основных продуктов трансформации (ПТ) несимметричного диметилгидразина (НДМГ) в почве;
- восьми основных ПТ НДМГ в воздухе;
- восьми основных ПТ НДМГ в воде;
- бензола, толуола, этилбензола и ксилолов (БТЭК) в атмосферном воздухе
3. Разработанные методики протестированы в полевых условиях и усовершенствованы по результатам тестирования.
4. Подготовлены два кандидата на соискание степени Ph.D.: Толкын Құрманбаева и Бауыржан Букенов, защита диссертаций которыми запланирована на 2025 год. Защищена одна магистерская диссертация (Наргиз Кажкенова) и одна выпускная работа бакалавра (Жансая Рымжанова).
1. Кенесов Б.Н., Букенов Б.О., Капар А.А., Курманбаева Т.С., Кажкенова Н. On-site quantification of transformation products of unsymmetrical dimethylhydrazine in environmental samples using solid-phase microextraction and gas chromatography // 25th International Symposium on Advances in Extraction Technologies, ExTech. - Тенерифе, Испания, 2023, устный доклад
2. Кенесов Б.Н., Курманбаева Т.С., Букенов Б.О., Рымжанова Ж., Кажкенова Н., Имангабасов А., Смайл А., Каримкызы Н. On-site quantitation of BTEX in atmospheric air using solid-phase microextraction and gas chromatography with photoionization detector // 3rd European Sample Preparation Conference and 2nd Green and Sustainable Analytical Chemistry Conference. - Ханья, Греция, 2024, устный доклад.
1. Kurmanbayeva T., Bukenov B., Rymzhanova Z., Kazhkenova N., Imangabassov A., Smail A., Karimkyzy N., Kenessov B. Simple and accurate on-site quantitation of BTEX in atmospheric air using solid-phase microextraction and gas chromatography with photoionization detection // Advances in Sample Preparation. – 2024. – Vol. 10, Is. May. - P. 100117. (IF = 5.2, Q1 по импакт-фактору в категории Chemistry, Analytical)
2. Kurmanbayeva T., Rymzhanova Z., Kenessov B. On-site gas chromatographic quantification of transformation products of rocket fuel unsymmetrical dimethylhydrazine in water using vacuum-assisted headspace solid-phase microextraction // International Journal of Environmental Analytical Chemistry. - 2025. - DOI: 10.1080/03067319.2025.2452951 (IF = 2.32, Q3 по импакт-фактору в категории Chemistry, Analytical).
На рецензировании:
1. Bukenov B., Karimkyzy N., Smail A., Kurmanbayeva T., Kenessov B. On-site quantification of transformation products of rocket fuel unsymmetrical dimethylhydrazine in air using solid-phase microextraction. – Journal of Separation Science (IF = 3.2, Q2 по импакт-фактору в категории Chemistry, Analytical)
2. Kurmanbayeva T., Bukenov B., Imangabassov A., Rymzhanova Z., Yermakhan M., Karimkyzy N., Smail A., Kenessov B. On-site quantitation of transformation products of unsymmetrical dimethylhydrazine in soil using vacuum-assisted headspace solid-phase microextraction and gas chromatography with nitrogen-phosphorus detection. - Green Analytical Chemistry (41-й процентиль по CiteScore в категории Analytical Chemistry).
Если Вы заинтересованы в использовании разрабатываемой модели, обращайтесь к руководителю проекта Кенесову Булату Нурлановичу по адресу bkenesov@cfhma.kz. Мы непрерывно ищем компании, готовые заняться коммерциализацией и внедрением разработок лаборатории.
No Code Website Builder