Применение ВЭЖХ в изучении озера Байкал Г Барам

Применение ВЭЖХ в изучении озера Байкал Г. Барам Лимнологический институт Сибирского отделения РАН

ОЗЕРО БАЙКАЛ Возраст: 25 млн лет Объем воды: 23 000 км 3 Максимальная глубина: 1637 м Время полного замещения воды: 330 лет

ПОПЕРЕЧНОЕ СЕЧЕНИЕ БАЙКАЛА?

ПОПЕРЕЧНОЕ СЕЧЕНИЕ БАЙКАЛА? Макет озера Байкал в Байкальском музее Иркутского научного центра Сибирского отделения РАН

ПОПЕРЕЧНОЕ СЕЧЕНИЕ БАЙКАЛА

ПРОДОЛЬНОЕ СЕЧЕНИЕ БАЙКАЛА

ИОННЫЙ СОСТАВ БАЙКАЛЬСКОЙ ВОДЫ Байкальский целлюлозный комбинат сбрасывает в Байкал: • в сутки - 30 т сульфат-иона (200 000 м 3, 150 г/м 3) • в год - 10 тыс. т • в 10 лет - 100 тыс. т • в 100 лет - 1 млн. т

ГЛУБИННАЯ ВОДА ОЗЕРА БАЙКАЛ ПРИРОДНЫЙ СТАНДАРТ ПРЕСНОЙ ВОДЫ Грачев М. А. и др. Химия в интересах устойчивого развития, 2004, т. 12, сс. 417 -429

200 700 м ГЛУБИННАЯ ВОДА ОЗЕРА БАЙКАЛ ПРИРОДНЫЙ СТАНДАРТ ПРЕСНОЙ ВОДЫ

ВЕЩЕСТВО В ВОДЕ БАЙКАЛА: концентрация и количество Соотношение между количеством вещества в Байкале и его концентрацией в воде Концентрация вещества 1 мг/л 1 мкг/л 1 нг/л 1 пг/л Количество вещества 23 млн. т 23 тыс. т 23 кг

ЖИДКОСТНЫЙ ХРОМАТОГРАФ ДЛЯ КОРАБЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ Хроматограф "Милихром А-02" ЗАО "Эко. Нова" (Новосибирск) Baram G. J. Chromatogr. A, 1996, v. 728, pp. 387 -399

ЖИДКОСТНЫЙ ХРОМАТОГРАФ ДЛЯ КОРАБЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ В экспедиции по Байкалу в июле 1996 года

ВАЖНЕЙШИЕ ЭКОТОКСИКАНТЫ Полициклические ароматические углеводороды 1 - нафталин 2 - ацинафтилен 3 - аценафтен 4 - флуорен 5 - фенантрен 6 - антрацен 7 - флуорантен 8 - пирен 9 - бенз[a]антрацен 10 - хризен 11 - бензо[b]флуорантен 12 - бензо[k]флуорантен 13 - бензо[a]пирен 14 - дибензо[a, h]антрацен 15 - бензо[g, h, i]перилен 16 - индено[1, 2, 3 -cd]пирен Baram G. J. Chromatogr. A, 1996, v. 728, pp. 387 -399

ВАЖНЕЙШИЕ ЭКОТОКСИКАНТЫ Фенолы 1 - фенол 2 - 4 -нитрофенол 3 - 2, 4 -нитрофенол 4 - 2 -нитрофенол 5 - 2 -хлорфенол 6 - 2 -метил-4, 6 -динитрофенол 7 - 2, 4 -диметилфенол 8 - 4 -хлор-3 -метилфенол 9 - 2, 4 -дихлорфенол 10 - 2, 4, 6 -трихлорфенол 11 - пентахлорфенол Baram G. J. Chromatogr. A, 1996, v. 728, pp. 387 -399

ВАЖНЕЙШИЕ ЭКОТОКСИКАНТЫ Хлорфенолы и нитросоединения 1 - фенол 2 - 4 -хлорфенол 3 - 2, 5 -дихлорфенол 4 - 4, 5, 6 -трихлорфенол 5 - тетрахлоркатехол 6 - тетрахлоргваякол 7 - пентахлорфенол 1 - октаген 2 - гексаген 3 - тринитробензол 4 - тетрил 5 - тринитротолуол 6 - 2, 4 -динитротолуол 7 - 2, 6 -динитротолуол 8 - пикриновая кислота Baram G. J. Chromatogr. A, 1996, v. 728, pp. 387 -399

ЭКОТОКСИКАНТЫ-ПЕСТИЦИДЫ Хлорароматические кислоты и их эфиры 1 - банвел 2 - 2, 4 -Д 3 - диурон 4 - 2, 4, 5 -Т 5 - 2, 4 -Д метиловый эфир 7 - 2, 4, 5 -Т метиловый эфир 8 - 2, 4 -ДБ метиловый эфир 9 - дактал 10 - трифлуралин 11 - 2, 4 -Д изооктиловый эфир 12 - 2, 4, 5 -Т изооктиловый эфир Baram G. J. Chromatogr. A, 1996, v. 728, pp. 387 -399

ЭКОТОКСИКАНТЫ-ПЕСТИЦИДЫ Триазины и другие гетероциклы 1 - бентазон 2 - тебутиурон 3 - симазин 4 - атразин 5 - прометон 6 - пропазин 7 - гутион 8 - прометрин 9 - диазинон Baram G. J. Chromatogr. A, 1996, v. 728, pp. 387 -399

ЭКОТОКСИКАНТЫ-ПЕСТИЦИДЫ Карбаматы и мочевины 1 - бентазон 2 - метомил 3 - алдикарб 4 - бендиокарб 5 - тебутиурон 6 - пропахлор 7 - диурон 8 - пропанил 9 - хлорпрофам 10 - метолахлор 11 - триаллат Baram G. J. Chromatogr. A, 1996, v. 728, pp. 387 -399

ЭКОТОКСИКАНТЫ-ПЕСТИЦИДЫ Хлорароматические инсектициды 1 - 1, 4 -дихлорбензол 2 - 4, 4'-метоксихлор 3 - 4, 4'-DDD 4 - 4, 4'-DDT 5 - 4, 4'-DDE 6 - гексахлорбензол Baram G. J. Chromatogr. A, 1996, v. 728, pp. 387 -399

ВАЖНЕЙШИЕ ЭКОТОКСИКАНТЫ Фталаты 1 - диметилфталат 2 - диэтилфталат 3 - дибутилфталат 4 - бутилбензилфталат 5 - диизооктилфталат 6 - ди-н-октилфталат Baram G. J. Chromatogr. A, 1996, v. 728, pp. 387 -399

ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ (ПАУ) Baram G. J. Chromatogr. A, 1996, v. 728, pp. 387 -399

ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ Южный Байкал (весна 1999 г. ) A 250 Фенантрен/Антрацен Танхой АНТ/ФЕН=0. 75 Бабушкин АНТ/ФЕН=0. 25 Боярский АНТ/ФЕН=0. 10 0 4 8 12 16 мин Горшков А. Г. и Маринайте И. И. Лимнологический институт СО РАН, Иркутск, 2000

ХЛОРФЕНОЛЫ Аккумуляция тетрахлоргваякола в желчи рыб Глюкуронид тетрахлоргваякола 1. 6 au A. Рыба (L. leuciscus baikalensis) выдерживалась в стеклянном аквариуме (20 л) 48 часов при 6 С. Концентрация тетрахлоргваякола составляла 80 мкг/л B. Контрольная рыба A B 400 800 1200 1600 2000 мкл Oikari А. O. J, Baram G. I. , Grachev M. A. , Evstafyev V. K. Environmental Pollution, 1998, v. 55, pp. 79 -87

ХЛОРФЕНОЛЫ Количество хлорфенолов в желчи рыб как показатель загрязнения воды Коэффициент биоаккумуляции хлорфенолов в желчи рыб достигает 500000, если концентрация хлорфенолов в воде составляет 0. 1 -1 мкг/л. Общее количество хлорфенолов в желчи может быть определено методом ВЭЖХ после щелочного гидролиза коньюгатов хлорфенолов с глюкуроновой кислотой: A 1 B 2 3 Хлорфенолы A 210 C 0. 4 au A: Характерные хлорфенолы, образующиеся при отбеливании целлюлозы хлором: B: Гидролизат желчи контрольной рыбы C: Гидролизат желчи рыбы из Усть-Илимского водохранилища 0 4 8 12 16 20 мин Грачев М. А. , Артемова Н. Б. , Барам Г. И. , Надобнов С. В. Докл. Акад. Наук СССР, 1989, т. 309, №. 2, сс. 508 -511

ХЛОРФЕНОЛЫ Количество хлорфенолов в желчи рыб как показатель загрязнения воды Концентрация хлорфенолов в воде Усть-Илимского водохранилища, мкг/л (Kаккум=100 000) Барам Г. И. , Маринайте И. И. , Надобнов С. В. Жур. физ. химии, 1991, т. 65, № 10, сс. 3369 -3374

ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ В БАЙКАЛЕ

БИОАККУМУЛЯЦИЯ ДДТ в жире байкальской нерпы A 240 DDD DDT DDE 0 4 8 12 мин Концентрация (DDT+DDD+DDE) в жире нерпы - 10 мг/кг Концентрация (DDT+DDD+DDE) в байкальской воде - 10 -100 пг/л Коэффициент аккумуляции (DDT+DDD+DDE) - 108 109 Вес растворенных (DDT+DDD+DDE) в Байкале - 20000 кг Вес (DDT+DDD+DDE), аккумулированных в жире нерп 20 кг Барам Г. И. Лимнологический институт СО РАН, Иркутск, 1994

БИОАККУМУЛЯЦИЯ Фталаты в жире байкальской нерпы Концентрация "фталатов" в жире нерпы - 100 мг/кг Концентрация фталатов в байкальской воде 0. 001 мг/л Коэффициент аккумуляции 105 Вес фталатов, растворенных в озере Байкал 20000 т (400 жел. -дор. цистерн) Вес фталатов, аккумулированных в жире нерп 200 кг Барам Г. И. и Кирюхина Е. Д. Лимнологический институт СО РАН, Иркутск, 1994.

ДИЭТИЛГЕКСИЛФТАЛАТ (Байкал, сентябрь, 1996 г. ) Барам Г. И. и др. Лимнологический институт СО РАН, Иркутск, 1997

КАК ПЕРЕМЕШИВАЕТСЯ БАЙКАЛ? Почему вода в оз. Байкал богата кислородом до самого дна, а в оз. Танганьика на глубинах ниже 100 м кислорода в воде нет - только сероводород? Объём воды: 23 000 куб. км 17 800 куб. км Макс. глубина: 1637 м 1470 м

КАК ПЕРЕМЕШИВАЕТСЯ БАЙКАЛ? Вода имеет максимальную плотность при 4 С Таяние льда Образование льда

ДИЭТИЛГЕКСИЛФТАЛАТ Деградация водными микроорганизмами Распад ДЭГФ в воде р. Селенга Азарова И. Н. и др. Прикладная биохимия и микробиология, 2003, Том 39, № 6, С. 665 -669

ДИЭТИЛГЕКСИЛФТАЛАТ Деградация водными микроорганизмами Глубинные профили концентрации ДЭГФ в Южном Байкале – июль 2002 г. – сентябрь 1996 г. Азарова И. Н. Кандидатская диссертация, Лимнологический институт, 2003

СЕРА В ДОННЫХ ОСАДКАХ Колонка: 2 х75 мм с Nucleosil 5 -C 18 PAH Элюент: ацетонитрил : вода (75: 25) F = 0. 2 мл/мин t = 45 C Gorshkov A. G. et al. Chromatographia, 2001, v. 54, p. 545.

ВЭЖХ АНИОНОВ Непрямое УФ-детектирование Хроматограф: "Милихром А-02" Колонка: 2 x 75 мм (Nucleosil 100 -5 C 18) Модифицирована триметилоктадециламмоний бромидом Элюент: H 2 O - CH 3 CN - 16 м. М фталат натрия, p. H 8. 9 (80: 10) Скорость потока: 0. 1 мл/мин Температура: 35 С Проба: 10 мкл натриевых солей в воде (по 10 мг/мл каждой) Барам Г. И. и др. Журнал аналитической химии, 1999, т. 54, № 9, сс. 962 -965

ВЭЖХ АНИОНОВ Прямое УФ-детектирование Барам Г. И. и др. Журнал аналитической химии, 2000, т. 55, № 10, сс. 1111 -1114

ХЛОРОФИЛЛЫ Хлорофилл a A A 360 A 330 Хл. a A 340 4 6 300 340 нм Хл. a, μg 2 0 2 260 1 Хл. b 0 220 8 мин 0 10 20 30 40 Peak area, е. о. п. *мкл КОЛОНКА: 2 x 64 мм; Nucleosil 100 -5 -C 18 ЭЛЮЕНТ: Метанол СКОРОСТЬ ПОТОКА: 0. 1 мл/мин ДЕТЕКТОР: 210 нм ОБРАЗЕЦ: 10 мкл метанольного раствора экстракта Хлорофилл a экстрагировали ацетоном из фитопланктона, собранного на фильтр (0. 45 мкм) из 10 мл озерной воды. Барам Г. И. Лимнологический институт СО РАН, Иркутск, 1988

БАЙКАЛЬСКАЯ ГУБКА Lubomirskia baicalensis Фото А. Новицкого, Лимнологический институт СО РАН, Иркутск

ХЛОРОФИЛЫ В БАЙКАЛЬСКОЙ ГУБКЕ Lubomirskia baicalensis Барам Г. И. и Глызина О. Ю. Химия в интересах устойчивого развития, 2002, т. 10, 301 -305

МЕТАБОЛИТЫ БАЙКАЛЬСКОЙ ГУБКИ Установка для инкубирования губки

МЕТАБОЛИТЫ БАЙКАЛЬСКОЙ ГУБКИ Обзорные хроматограммы веществ десорбированных с картриджа с "С 18" А- дистиллированная вода (4. 5 л) В- глубинная байкальская вода (4. 5 л) С- байкальская вода, пропущенная через аквариум с губкой (4. 5 л)

Мы изучаем этот мир Ежесекундно, ежечасно, И, понимая, что напрасно, Не прекращаем познавать И философию любви, И философию обмана. . . Все интересно, все желанно, Таинственно, неявно, странно. . . По волнам времени мой челн Летит то вниз, то к горным кручам, Бывает пуст, бывает полн. . . Спасибо мир, что ты нескучен.

Григорий Иосифович Барам, д. х. н. ЗАО Институт хроматографии "Эко. Нова" зам. ген. директора по науке 630090, Новосибирск Академгородок ул. Николаева, д. 8 +7 -913 -910 -90 -82 gbaram@mail. ru www. econova. ru