Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Выполненные на первом этапе проекта исследования направлены на решение актуальных проблем аналитической химии и экологии, связанных с разработкой методологии экоаналитических исследований на основе современных методов масс-спектрометрии, изучение на этой базе компонентного состава, происхождения и трансформации антропогенных загрязняющих веществ в арктической зоне РФ. Основными методами исследования являлись жидкостная и двумерная газовая хроматография / масс-спектрометрия высокого разрешения. Разработан комплекс методических решений для проведения подготовки проб объектов окружающей среды, характерных для арктических территорий, извлечения и концентрирования экотоксикантов, нецелевого скрининга органических загрязняющих веществ. Большой объем исследований по апробации разработанных подходов выполнен на образцах снега, собранных в ходе экспедиции Северного (Арктического) федерального университета и Росгидромета к островам архипелага Новая Земля на исследовательском судне в рамках проекта "Арктический плавучий университет". Исследованы образцы, отобранные в семи точках от побережья материка до северной оконечности Новой Земли (мыс Желания). Более 130 соединений были идентифицированы как загрязнители антропогенного и природного происхождения. Проведены исследования водопроводной воды, позволившие выявить совершенно новый класс экотоксикантов – бром- и хлоргидрины амидов жирных кислот. Их образование из соответствующих ненасыщенных амидов подтверждено анализом продуктов хлорирования модельных растворов. Изучены процессы окислительной трансформации высокотоксичного ракетного топлива, 1,1-диметилгидразина, используемого для некоторых классов ракет-носителей и являющегося одним из приоритетных экотоксикантов на севере европейской части РФ. Установлено, что благодаря протеканию радикальных процессов под действием окислителей различной природы образуется исключительно широкий круг токсичных продуктов трансформации 1,1-диметилгидразина, насчитывающий сотни соединений различных классов, большинство из которых до сих пор не было идентифицировано среди продуктов окисления ракетного топлива. Полученные результаты имеют большое значение как для развития методологии экоаналитической химии и масс-спектрометрических методов исследования, так и для получения новых знаний об экологическом состоянии Арктического региона и прогнозировании его изменения. Ресурсы в сети Интернет, посвященные Проекту: https://narfu.ru/life/news/university/288313/ https://narfu.ru/life/news/science/?ELEMENT_ID=299944

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
На втором этапе проекта продолжались исследования, направленные на решение актуальных проблем аналитической химии и экологии, связанных с разработкой методологии экоаналитических исследований на основе современных методов масс-спектрометрии, изучение на этой базе компонентного состава, происхождения и трансформации антропогенных загрязняющих веществ в арктической зоне РФ. Основными методами исследования являлись жидкостная, газовая и двумерная газовая хроматография в сочетании с масс-спектрометрия высокого разрешения на основе орбитальной ионной ловушки и времяпролетных масс-анализаторов. Разработан новый фундаментальный подход к определению индексов удерживания органических соединений в двумерной газовой хроматографии, позволяющий повысить надежность идентификации неизвестных соединений в ходе нецелевого скрининга объектов окружающей среды. Получены новые знания о процессах сорбционного концентрирования более 70 важнейших полулетучих органических поллютантов разных классов на различных типах сорбентов для твердофазной экстракции. На этой основе предложен подход к экспрессному количественному анализу снега методами газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Впервые дана характеристика компонентного состава атмосферных поллютантов в образцах снега, отобранных на Северном полюсе, показана важная роль продуктов неполного сгорания биомассы в загрязнении атмосферы в высоких широтах. Разработаны новые подходы к целевому хроматомасс-спектрометрическому определению ряда важных органических поллютантов разных классов в снеге, воде и почвах. Получены новые знания о компонентном составе побочных продуктов дезинфекции (ППД) природной воды, обогащенной лигногуминовыми веществами. Методом жидкостной хроматографии – квадруполь-времяпролетной масс-спектрометрии обнаружен ряд новых ППД, представляющих собой галогенированные производные пиррола и пиридина, источником которых являются гуминовые вещества. Методом масс-спектрометрии высокго разрешения на основе орбитальной ионной ловушки охарактеризован компонентный состав потенциально опасных продуктов трансформации 1,1-диметилгидразина, образующихся в ходе детоксикации загрязненных ракетным топливом почв с использованием окислительных реагентов. Установлено, что обработка реальной почвы, загрязненной ракетным топливом, применяемым в настоящее время реагентом на основе пероксида водорода и комплексоната железа не позволяет полностью устранить загрязнение токсичными азотсодержащими соединениями. По результатам работ в 2018 г. опубликовано 3 статьи в журналах, индексируемых в базе Web of Science (Core collection), в том числе 2 статьи в журналах, входящих в первый квартиль (Q1). Ресурсы в сети Интернет, посвященные Проекту: https://iz.ru/747804/anastasiia-sinitckaia/bolee-100-organicheskikh-veshchestv-zagriazniaiut-atmosferu-na-novoi-zemlehttps://narfu.ru/life/news/science/?ELEMENT_ID=299944 https://narfu.ru/life/news/university/306472/ http://rscf.ru/ru/node/2851?sphrase_id=9468

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
На третьем этапе проекта продолжались исследования, направленные на решение актуальных проблем аналитической химии и экологии, связанных с разработкой методологии экоаналитических исследований на основе современных методов масс-спектрометрии, изучение на этой базе компонентного состава, происхождения и трансформации природных и антропогенных загрязняющих веществ в арктической зоне РФ. Основными методами исследования являлись жидкостная, термодесорбционная газовая, и двумерная газовая хроматография в сочетании с масс-спектрометрия высокого разрешения на основе орбитальной ионной ловушки и времяпролетных масс-анализаторов. Получены новые знания о компонентном составе и содержании микроэлементов и органических микрополлютантов в снеге арктических островов архипелагов Новая Земля и Земля Франца-Иосифа. Обнаружены новые для исследуемых объектов классы поллютантов – амиды жирных кислот и алкиламины. Разработан и успешно апробирован в экспедиционных условиях подход к определению летучих и полулетучих соединений в атмосферном воздухе на следовом уровне концентраций с применением термодесорбционной газовой хроматографии – масс-спектрометрии высокого разрешения на основе орбитальной ионной ловушки. Получены актуальные данные о компонентном составе и содержании в атмосферном воздухе широкого круга загрязнителей. Разработан новый подход для высокочувствительного определения пяти важнейших продуктов трансформации ракетного топлива в воде, основанный на хроматографическом разделении аналитов на неподвижной фазе пористого графитизированного углерода и масс-спектрометрическом детектировании с применением ионизации при атмосферном давлении. Разработан новый подход к высокочувствительному определению малополярных поллютантов (сераорганические соединения) в снеге и воде методом термодесорбционной газовой хроматографии – масс-спектрометрии с предварительной твердофазной экстракцией аналитов на полимерных сорбентах; Изучены ион-молекулярные взаимодействия (реакции восстановления) в условиях ионизации электронами для широкого круга приоритетных полулетучих поллютантов как основы для совершенствования методологии интерпретации масс-спектров; Изучен компонентный состав продуктов сгорания торфа, характерного для арктических и приарктических территорий. Среди образующихся продуктов показано присутствие значительных количеств производных пиридина (25 соединений, в том числе алкилпиридины и пиридинол), эмиссия которых достигает уровней 100 мг/кг торфа. Состав образующихся легкокипящих пиридинов и его сравнение с результатами анализа образцов снега и атмосферной влаги в различных регионах планеты позволил высказать предположение о торфяных пожарах как основном источнике загрязнения атмосферы пиридинами. Изучены процессы трансформации бензалкония хлорида, широко используемого в технологиях водоподготовки альгицида, в условиях дезинфекции воды хлором. Показано, что при хлорировании воды бассейнов совместно с применением бензалконий-содержащих препаратов образуется широкий круг хлорсодержащих продуктов в результате радикального замещения водорода в алкильной цепи. По результатам работ в 2019 г. опубликовано 5 статей в журналах, индексируемых в базе Web of Science (Core collection), в том числе 2 статьи в журналах, входящих в первый квартиль (Q1). Участниками коллектива сделано 8 докладов на всероссийских и международных конференциях. Ресурсы в сети Интернет, посвященные Проекту: Газета «Поиск» №16, 19 апреля 2019 г. Стр. 14 – интервью с проф. Лебедевым «Немного черного на белом: Экология Арктики опасений не вызывает» https://www.poisknews.ru/wp-content/uploads/2019/04/POISK_16_20190419.pdf