Идентификация новых потенциально опасных летучих и полулетучих органических загрязнителей окружающей среды в Алматы и его пригородах с использованием твердофазной микроэкстракции

Проект Комитета науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан AP23484339

Mobirise Website Builder


Актуальность проекта:

Алматы является крупнейшим мегаполисом Казахстана, население и экономика которого быстро растут, однако его устойчивое развитие осложняется высоким уровнем заболеваемости населения, существенная часть которого может быть вызвана загрязнением окружающей среды. Несмотря на высокую токсичность многих летучих и полулетучих органических соединений (ЛОС и ПЛОС), информации об их присутствии и концентрациях в объектах окружающей среды в городе Алматы и его пригородах очень мало, что, по всей видимости, вызвано высокой сложностью и стоимостью анализа с использованием классических методов отбора и подготовки проб. Твердофазная микроэкстракция (ТФМЭ) является простым и экономически эффективным методом отбора и подготовки проб, который успешно применяется для экологических исследований в Казахстане.

Цель проекта:

Проект направлен на выявление новых потенциально опасных летучих и полулетучих органических соединений в образцах объектов окружающей среды, отобранных в городе Алматы и его пригородах, с использованием ТФМЭ в сочетании с одно- и двумерной газовой хроматографией с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС и ГХхГХ-МС)

Задачи проекта

  1. Разработка методик для одновременных идентификации и полуколичественного определения летучих и полулетучих органических соединений в образцах окружающей среды с использованием твердофазной микроэкстракции в сочетании с одно- и двумерной газовой хроматографией с масс-спектрометрическим детектированием.
  2. Отбор образцов окружающей среды в городе Алматы и его пригородах.
  3. Анализ образцов окружающей среды, отобранных в городе Алматы и его пригородах, с использованием разработанных методик идентификации летучих и полулетучих органических соединений и определения их приблизительных концентраций.
  4. Выявление наиболее опасных летучих и полулетучих органических соединений, обнаруженных в отобранных образцах окружающей среды.
  5. Разработка рекомендаций по совершенствованию системы экологической безопасности в городе Алматы и его пригородах и их распространение среди потенциальных конечных пользователей.

Участники проекта:​

  • Кенесов Булат Нурланович - руководитель проекта, к.х.н., профессор, главный научный сотрудник, ResearcherID: C-7013-2012, ORCID: 0000-0001-8541-0903, Scopus Author ID: 23479696100
  • Букенов Бауыржан Омирбекович - научный сотрудник, ResearcherID: AAV-5565-2020, ORCID: 0000-0002-3582-6887, Scopus Author ID: 57216649008
  • Бакайкина Надежда Викторовна - научный сотрудник, ResearcherID: GRX-8517-2022, ORCID: 0000-0002-5771-9417, Scopus Author ID: 56688538900
  • Курманбаева Толкын - младший научный сотрудник, докторант, ResearcherID: KSO-0687-2024, ORCID: 0000-0001-7109-1200, Scopus Author ID: 57220036264
  • Кәрімқызы Нұрби - инженер, ResearcherID: KTD-1159-2024, ORCID: 0009-0008-0216-0098, Scopus Author ID: 59145555500
  • Ермахан Мадина - инженер, ORCID: 0009-0007-6605-2048
  • Смайл Аружан - лаборант, ResearcherID: KSX-1419-2024, ORCID: 0009-0009-4294-1611, Scopus Author ID: 59145645600

Используемые методы:

  • Газовая хроматография с масс-спектрометрическим детектированием
  • Двумерная газовая хроматография с масс-спектрометрическим детектированием
  • Твердофазная микроэкстракция

Ожидаемые результаты:

  • две статьи в журналах из Q1-Q2 (Web of Science)
  • три методики одновременных идентификации и полуколичественного определения летучих и полулетучих органических соединений в воздухе, воде, почве и донных отложениях на основе ТФМЭ-ГХ-МС и ТФМЭ-ГХxГХ-МС
  • список новых ЛОС и ПЛОС, обнаруженных в образцах объектов окружающей среды в городе Алматы и его пригородов, ранжированых по токсичности, концентрации и частоте обнаружения
  • рекомендации по совершенствованию системы экологической безопасности в городе Алматы и его пригородах

Полученные результаты будут распространены через сайт лаборатории (ecobio.cfhma.kz), социальные сети (ResearchGate, Facebook) и СМИ (если журналисты заинтересуются после нашего обращения к ним). В ходе проекта запланировано не менее трех докладов на конференциях - один на Pacifichem-2025, один на Международном симпозиуме по достижениям в области экстракционных технологий Conference - 2026 и один на Европейской ежегодной встрече SETAC 2026. Письма с описанием разработанных методик, полученных результатов и рекомендаций по совершенствованию системы экологической безопасности города Алматы и его пригородов будут направлены в акиматы г. Алматы и Алматинской области, Министерство экологии и природных ресурсов Казахстана, Казгидромет и лаборатории, проводящие экологические анализы.
Методики одновременных идентификации и полуколичественного определения ЛОС и ПЛОС в образцах объектов окружающей среды на основе ТФМЭ будут готовы к применению в лабораториях, проводящих экологические исследования, мониторинг и судебно-экологическую экспертизу. Они позволят быстрее, дешевле и точнее проводить экологические исследования по идентификации и количественному определению ЛОС и ПЛОС. Можно будет анализировать большее количество проб, что очень важно для такой большой страны, как Казахстан.
Список новых ЛОС и ПЛОС, обнаруженных в образцах объектов окружающей среды г.Алматы и его пригородов, ранжированных по токсичности, концентрации и частоте обнаружения, может быть использован учеными-экологами для планирования более детальных исследований воздействия этих загрязнителей на окружающую среду и здоровье человека, выявления источников загрязнения и их снижения. Методология, использованная в данном проекте, может быть применена для идентификации потенциально опасных ЛОС и ПЛОС в других городах Казахстана и других стран.
Разработанные рекомендации по улучшению системы обеспечения экологической безопасности в городе Алматы и его пригородах могут быть использованы для совершенствования экологического регулирования в г. Алматы и Казахстане в целях повышения качества окружающей среды и обеспечения их устойчивого развития (Цели устойчивого развития ООН 3, 6 и 11). В результате выполнения данных рекомендаций будут снижены концентрации обнаруженных ЛОС и ПЛОС, представляющих высокий риск для окружающей среды и здоровья человека. В долгосрочной перспективе результаты проекта могут снизить стоимость экологического мониторинга и сделать окружающую среду чище и безопаснее.
В ходе проекта будет подготовлен один доктор философии (Толкын Курманбаева) и два магистра (Нурби Каримкызы и Жансая Рымжанова). После одобрения проекта к финансированию планируется привлечение к проекту еще одного докторанта. 

Основные полученные результаты (на февраль 2025 г.)

1. Получен и установлен газовый хроматограф с масс-спектрометрическим детектором Agilent 7890B/5975C, оснащенный устройством для ввода проб с делением/без деления потока, интерфейсом (трансферной линией), диффузионным насосом, источником ионов с ионизацией электронным ударом, форвакуумным насосом, колонкой HP-5MS, компьютером и программным обеспечением.
2. Разработаны методики идентификации летучих и полулетучих органических соединений в образцах воздуха, воды, почвы и донных отложений с использованием твердофазной микроэкстракции в сочетании с одномерной газовой хроматографией с масс-спектрометрическим детектированием.
3. Разработаны методики определения приблизительных значений эффективности экстракции летучих и полулетучих органических соединений из образцов окружающей среды с использованием твердофазной микроэкстракции.

Потенциальным пользователям разработок:

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.

Drag and Drop Website Builder