Полихлорированные бифенилы в жировой ткани атлантического моржа Печорского моря – концентрации и предполагаемые последствия. Дипломная (ВКР). Биология.
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Полихлорированные бифенилы в жировой ткани атлантического моржа Печорского моря – концентрации и предполагаемые последствия
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Полихлорированные
бифенилы в жировой ткани атлантического моржа Печорского моря - концентрации и
предполагаемые последствия
Актуальность проблемы. В XXI
веке, растущие потребности развивающегося человечества вынуждают исследовать новые
месторождения ресурсов, таких как углеводороды. Русская Арктика располагает
крупным потенциалом и вызывает к себе заслуженный интерес. Однако увеличение
масштабов подобных работ и освоение новых участков влечет за собой рост
антропогенного фактора влияния на окружающую среду. Распоряжение Минприроды
России от 22.09.2015 N
25-р "Об утверждении перечня видов флоры и фауны, являющихся индикаторами
устойчивого состояния морских экосистем Арктической зоны Российской
Федерации" призвано наладить мониторинг состояния среды и помочь человеку
гармонично воспользоваться ресурсами вышеуказанных территорий. Среди морских
млекопитающих, в этот перечень вошли гренландский кит (Balaena
mysticetus), кольчатая нерпа
(Phoca hispida),
белуха (Delphinapterus
leucas), белый медведь (Ursus
maritimus) и морж (Odobenus
rosmarus).
Исследованная в этой работе популяция
атлантического моржа отлично подходит как индикатор состояния экосистемы
юго-востока Баренцева моря
она растет и развивается только здесь, и прочно
связана со всеми звеньями экосистемы этого района, то есть Печорского моря.
В рамках прошедших летом 2015-16 годов
экспедиций Совета по Морским Млекопитающим были проведены работы по выявлению
концентраций стойких органических загрязнителей в жировой ткани 13 моржей. Группа
полихлорированных бифенилов рассмотрена в этой работе.
Цель исследования. Изучить концентрации
полихлорированных бифенилов в жировой ткани атлантических моржей популяции
печорского моря, интерпретировать их возможные эффекты на состояние популяции и
охарактеризовать динамику изменения этих параметров, опираясь на исследования
прошлых лет.
Задачи исследования. бифенил жировой морж
Собрать пробы жировой ткани моржа в естественных
местах обитания.
Провести лабораторные токсикологические
исследования для выявления качественного и количественного конгенерного состава
полихлорированных бифенилов в жировой ткани моржа.
Сравнить полученные результаты с опубликованными
данными по содержанию ПХБ в тканях моржа и других арктических морских
млекопитающих.
.1 Атлантический морж как предмет исследования
Вид морж (odobenus
rosmarus) относится к cемейству
моржовых (odobenidae)
отряда хищных (carnivora)
и включает в себя 3 подвида: Тихоокеанский (Odobenus
rosmarus
divirgens
Linnaeus, 1785); самая крупная
форма (Арсеньев, 1976). Максимальная длина тела самцов - 450 см, самок - 367
см, череп массивнее и крупнее, чем у других подвидов (Огнев, 1935; Никулин,
1941). Распространен в морях: Беринговом, Чукотском и восточной части
Восточно-Сибирского (Смирнов, 1929; Чапский, 1941). Атлантический (Odobenus
rosmarus
rosmarus
Islliger, 1815); наименее
крупный подвид. Максимальная длина тела самцов достигает 375 см, самок -338 см.
Бивни короче и тоньше других подвидов (Соколов, 1986). Распространен в Северной
Атлантике от Карского моря на востоке до Канадского архипелага на западе
(Арсеньев, 1976).
Лаптевский (Odobenus
rosmarus
laptevi Chapsky,
1940); средний по размерным параметрам (Арсеньев, 1976). Максимальная длина
тела самцов -
см, самок 370 см (Попов, 1960). Распространен в
море Лаптевых, западной части Восточно-Сибирского (Чапский, 1941; Арсеньев,
1976) и в акваториях восточной части Карского моря вблизи Северной Земли
(Павлов, Бычков, 2001).
Ареалы указанных подвидов изображены на
картосхеме (Рисунок ).
Облик моржа значительно отличается от других
видов ластоногих (Рисунок ). Это животное с крупным, массивным телом, толстой
морщинистой кожей со множеством складок, конечности в виде ласт - широкие.
Голова относительно тела небольшая, с тупо срезанной спереди мордой. Маленькие
глаза посажены сильно сзади. На морде имеются многочисленные толстые и жесткие
вибрисы, расположенные в 13-14 рядов, боковые длинной до 12 см, посередине,
будучи сильно стертыми, до 1 см.
Пятипалые конечности моржей относительно меньше
по размером, чем у ушастых тюленей. Передние ласты достигают в длину менее 25%
длины тела. Они несколько крупнее задних ласт и имеют пять маленьких когтей.
Как передние, так и задние конечности утолщены по переднему краю. Ласты
безволосые, только у молодых особей тыльная сторона задних и передних
конечностей может иметь волосяной покров. Задние ласты участвуют в передвижении
по твердому субстрату, передние используются для плавания. В воде развивают
скорость до 24 км/ч, маневренны.
Сосков 2 пары. Семенники располагаются под
кожей. Боковые стенки у взрослых моржей преимущественно у самцов, образуют
большие парные мешки. Воздух поступает в них из легких. Вокруг отверстий мешков
имеются сфинктеры. Эти полости имеют гидростатическую функцию и являются
резонаторами (Соколов, 1979).
Окраска животных варьирует в зависимости от
возраста: от грязновато оливковой до рыжевато коричневой.
Рисунок 2. Взрослые самцы моржа на лежбище о.
Вайгач
Половой и возрастной диморфизмы выражены в
размерах тела, форме и размерах клыков и волосяном покрове - у молодых он
густой и темно- коричневый, но, по мере взросления, он становится буро-желтым,
с большими участками, лишенными волос (Гептнер и др., 1976).
Верхние клыки имеют неограниченный рост, и
функционируют как огромные бивни: прямые или дугообразно изогнутые. Могут
достигать в длину у самцов до 82 см, а у самок до 70 см. Все остальные зубы
примерно однотипны: округлые в поперечнике, с низкой коронкой, плоской или
слабо
конической
жевательной поверхностью, приспособленной к дроблению и перетиранию твердой
пищи. Зубы имеют по одному корню. Позвонков обычно 14 грудных и 6 поясничных.
Лопатка высокая и узкая (Соколов, 1979).
Тихоокеанский подвид является промысловым, его
численность насчитывает около 200 тысяч особей, их жир и мясо потребляются
коренными народами севера, а бивни используются как прочный материал для
поделок.
Морж питается в основном бентосом. В зависимости
от района кормления, времени и условий, пищевой состав его рациона может
варьироваться, но в подавляющем большинстве случаев будут преобладать
двустворчатые моллюски (Bivalvia).
Кроме них, значительную долю составляют ракообразные, а такие группы, как
черви, иглокожие, асцидии и рыбы являются второстепенными. Не редко взрослые
моржи нападают на детёнышей гренландских тюленей, например на их скоплениях в
Белом море. За сутки взрослый морж потребляет в среднем 35-50 кг корма, что
составляет примерно 4-4,5% от его веса (Fay,
1985; Born
et al.,
2003).
Для моржа характерно сезонное разделение
популяции на две поло- возрастные группировки. В российской части своего ареала
атлантические моржи в безледовый период могут формировать практически
исключительно самцовые скопления и береговые лежбища. Одним из них является
лежбище на м. Лямчин нос (о. Вайгач). Рост популяции очень медленный - самка
рожает одного детёныша раз в 2-3 года, достигая половой зрелости в 6-10 лет.
Период гона растянут с января по июнь, имплантация зародыша проходит в
июне-июле. Весной самка рожает на льду одного детёныша, вскармливает его 2
года. С возраста 5 месяцев, кроме материнского молока, моржонок начинает
потреблять бентосную пищу. Моржата самцы держатся с самкой от 2 до 5 лет, а
самки остаются в стадах. Продолжительность жизни моржа - около 45 лет.
Наибольший вклад в численность популяции самка делает в возрасте с 10 до 20
лет, принося до 5 детёнышей. При этом основные
популяционные
параметры, такие как возрастной и половой состав, смертность в разных
возрастных категориях и скорость роста популяции для изучаемой группы
неизвестны. (Болтунов и др., 2010).
Атлантический морж распространён в Северной
Атлантике от Карского моря до Канадского архипелага на западе (Павлов, Бычков,
2001). Дискретность популяционной структуры выражается в наличии, по меньшей
мере, 8 субпопуляций (Born
et al.,
1995). Одна из этих группировок населяет юго-восточную часть Баренцева моря и
прилегающие районы Белого и Карского морей. Популяционная структура
атлантического моржа в этой области пока не изучена. Однако известно, что особи
из этой субпопуляции не предпринимают длительных миграций и живут в своём
районе круглый год (Зырянов, Воронцов, 1999; Горяев, Воронцов, 2000; Светочев,
Светочева, 2008), что делает их хорошими видами-индикаторами для этой
территории. Возможен частичный обмен с группировками моржей на севере Баренцева
моря, но интенсивность этого процесса не изучена. Часть моржей, летом,
перемещается в юго-западную часть Карского моря, но осенью они возвращаются на
места зимовки, расположенные в юго-восточной части Баренцева моря (Болтунов и
др., 2010).
Атлантический морж, как было описано ранее -
крупное морское млекопитающее, обитающее в холодных водах арктических морей.
Такие условия располагают к накоплению большой жировой массы - в целях
теплоизоляции и депонирования энергии. В данном исследовании это - ключевой
момент, так как именно жир животного накапливает неполярные стойкие
органические загрязнители. Их физико-химические свойства затрудняют
естественную детоксикацию и выведение из организма, приводя к росту их
концентраций в тканях. Стоит так же отметить, что атлантический морж находится
в вершине трофической цепи своей экосистемы, а значит, накапливает наивысшие
результирующие концентрации веществ.
Стойкие органические загрязнители и общая
характеристика полихлорированных бифенилов
Стойкие органические загрязнители (СОЗ) - группа
химических соединений, способных к биоаккумуляции внутри пищевой цепи и
подверженные минимальному разложению в условиях живого организма. Они являются
токсикантами антропогенного происхождения. 22 мая 2001 года в Швеции приняли
Стокгольмскую конвенцию, которую подписало подавляющее большинство развитых
стран мира. Она предполагает отказ от производства и использования 12 веществ:
альдрин - хлорированное полициклическое
соединение. Используется для борьбы с почвенными вредителями. В СССР применение
альдрина было запрещено;
хлордан - хлорированное полициклическое
соединение, смесь изомеров.
Инсектицид широкого спектра действия;
дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) - хлорпроизводное
дифенилметана, вероятно, один из самых известных СОЗ. Инсектицид широкого
спектра действия;
дильдрин - хлорированное полициклическое
соединение. Используется для борьбы с почвенными и другими вредителями. В СССР
применение дильдрина было запрещено;
диоксины - производные ароматических
углеводородов. Образуются непреднамеренно в результате неполного сгорания, а
также в результате производства некоторых пестицидов и других веществ. К выбросу
диоксинов в атмосферу могут приводить некоторые виды переработки металлов и
целлюлозно-бумажных отходов;
эндрин - хлорированное полициклическое
соединение. Используется для борьбы с черносмородинным почковым клещом, а также
как зооцид;
фураны - относятся к классу гетероциклических
соединений. Образуются непреднамеренно в результате тех же процессов, которые
приводят к выбросу диоксинов. Они также обнаружены в технических смесях
полихлорированных бифенилов;
гептахлор - хлорированное полициклическое соединение.
Применяется для борьбы с обитающими в почве вредителями (проволочники, личинки
майского и июньского жуков, долгоносики и др.). Защищает всходы от повреждения
насекомыми и стимулирует всхожесть семян. Обладает сравнительно высокой острой
и хронической токсичностью;
гексахлорбензол - уничтожает грибки, применяется
как протравитель семян;
мирекс - хлорированное полициклическое
соединение. Этот инсектицид используется для борьбы с муравьями и термитами;
токсафен - полихлортерпен. Используется как
инсектицид. Применяется для борьбы с грызунами;
полихлорированные бифенилы (ПХБ) - используются
в промышленности в качестве жидкостей для теплообмена, в электрических
трансформаторах и конденсаторах и т.д. (Мартынов, 2010).
Наиболее проблемными из этих соединений для
России являются полихлорбифенилы, которые производились в нашей стране с 1939
г. С 1993 г. их производство прекращено, однако, согласно данным
инвентаризации, в электротехническом оборудовании, которое используется во
многих отраслях промышленности, до сих пор находится около 30 тыс. тонн ПХБ,
выполняющих функции диэлектриков (Всероссийская конференция по проблеме стойких
органических загрязнителей... 2002).
Полихлорированные бифенилы относятся к классу
ароматических соединений, состоящих из двух бензольных колец, соединенных через
межъядерную связь С-С и замещенных от одного до десяти атомами хлора в орто-,
мета- или пара- положениях (Рис. 3). Существует 209
индивидуальных
конгенеров ПХБ, отличающихся числом и положением атомов хлора в молекуле (Юфит
С.С. 2001), имеющих общую формулу:
Рисунок 3. Структура молекул полихлорированных
бифенилов
Существуют большие различия в токсичности,
свойствах биоаккумуляции и биопревращения для различных конгенеров ПХБ.
Конгенеры, не содержащие атомы хлора в орто- положениях молекулы (орто-
незамещенные ПХБ), могут принимать планарную конфигурацию, которая
энергетически наиболее выгодна (McKinney
et al.,
1983). Такие конгенеры изостереоизомерны ПХДД и ПХДФ. Примеры изображены на Рис.
4-6.
Рисунок 4.
3,3',4,4'-Тетрахлорбифенил
Рисунок 5.
3,3',4,4',5-Пентахлорбифенил
Рисунок 6. 3,3',4,4',5,5'-Гексахлорбифенил
ПХБ обладают рядом уникальных физических и
химических свойств: исключительными теплофизическими и электроизоляционными
характеристиками, термостойкостью, инертностью по отношению к кислотам и
щелочам, огнестойкостью, хорошей растворимостью в жирах, маслах и органических
растворителях, высокой совместимостью со смолами, отличной адгезионной
способностью (Занавескин, Аверьянов, 1998). Это обуславливало их широчайшее
применение в качестве диэлектриков в трансформаторах и конденсаторах,
гидравлических жидкостей, теплоносителей и хладоагентов, смазочных масел,
компонентов красок, лаков и клеевых составов, пластификаторов и наполнителей в
пластмассах и эластомерах, антипиренов, растворителей (Юфит, 2001; Занавескин,
Аверьянов, 1998; Клюев, Бродский, 2000).
По данным Всемирной организации здравоохранения
(Гигиенические критерии состояния окружающей среды…), существуют следующие пути
поступления полихлорированных бифенилов в среду:
выделение при сжигании бытовых и промышленных
отходов, а также при возгорании трансформаторов, конденсаторов и другого
промышленного оборудования, в котором используются ПХБ;
утечки с другими промышленными отходами; вывоз
ПХБ на свалки и поля аэрации;
Основными путями из вышеперечисленных являются
первые три.
Влияние планарных полихлорированных бифенилов на
организм млекопитающего, в частности на иммунную систему, схоже с таковым у
2,3,7,8-тетрахлор-дибензо-р-диоксина (2,3,7,8-ТХДД). Однако это относится
только к планарным молекулам ПХБ, которые потому и являются наиболее
токсичными. Для характеристики уровня токсичности того или иного конгенера
диоксиноподобного ПХБ его токсичность выражают в отношении к токсичности
2,3,7,8-ТХДД, принимаемо за единицу. Это отношение называется диоксиновым
эквивалентом. Молекула такого токсиканта имеет сродство к Ah-рецептору
(рецептору ароматических углеводородов), связываясь с которым, она инициирует
цепь внутриклеточных реакций, результатом которых является продукция большого
количества окисляющих ферментов (таких как CYP-450,
CYP1A).
Однако, в связи с тем, что сами молекулы недиоксиноподобных полихлорированных
бифенилов и ТХДД устойчивы к биологическим процессам окисления, высвободившиеся
оксигеназы действуют во вред организму, окисляя не те соединения, какие нужно.
Это влечёт за собой дегенерацию механизмов клеточной защиты, образование
свободных радикалов, формирование предраковых поражений, изменение метаболизма
витамина А и перокисление липидов (Todd
et al.,
2002). То есть их влияние способствует падению иммунитета в целом.
Непланарные ПХБ по-другому влияют на организм,
что связано с их строением. Они не могут принимать планарную форму, что лишает
их сходства с диоксинами и возможности активировать Ah-рецепторы,
взаимодействующие с ариловыми углеводородами. Все недиоксиноподобные
полихлорированные бифенилы, при лабораторных исследованиях, продемонстрировали
способности к деактивации рецепторов андрогеновых гормонов и подавлению
межклеточных контактов (Hamers
et. al,
2011), а некоторые из них могут подавлять работу дофамина (Wigestrand
et al.,
2013).
В 80-х и 90-х годах XX
века было проведено много работ, направленных на изучение концентраций стойких
органических загрязнителей в тканях морских млекопитающих, в частности
ластоногих. Так, в одной из работ, где 19 из 53 изученных моржей показали
концентрации ПХБ выше 1000 нг/г, выдвигается предположение, что подобное
различие в концентрациях стойких органических загрязнителей среди моржей одного
района исследования может быть обусловлено разной трофической базой. Те особи,
что включают в свой рацион гренландского тюленя (Pagophilus
groenlandicus) - находятся на
более высокой ступени трофической цепи. Это означает, что их пища содержит
более высокие концентрации токсикантов, чем пища моржей, питающихся бентосом (Muir
et al,
1995). В исследовании атлантических моржей востока Шпицбергена были изучены 17
взрослых самцов. Средние показатели для ПХБ были равны 2000 нг/г при разбросе
от 1165 до 4005 нг/г липидов. Отмечается, что несмотря на один и тот же район
взятия проб, разброс значений стойких органических загрязнителей в жировой
ткани велик. Авторы работы предполагают, что причина этой разницы - уровень в
пищевой цепи, занимаемый конкретной особью (Walkers
et al,
2006).
Многократно показана зависимость концентраций
стойких органических загрязнителей в жировой ткани от пола животного. Например,
половозрелые самки теряют часть накопленных токсикантов через плацентарный
барьер (Jones
et al.,
1976) или с молоком в период лактации, что показано на самках длинномордого
тюленя (Addison,
Brodie, 1977). В связи с
этим, неполовозрелые самки имеют большие средние концентрации ПХБ, что показано
на атлантических моржах: 0,272 мг/кг для неполовозрелых и 0,130 мг/кг для
половозрелых (Born
E.W.
et al,
1981).
Для гексахлорбифенилов отмечена сравнительно
более высокая биоаккумуляция относительно других соединений группы бифенилов: в
работе 2000 года, где были изучены атлантические моржи Гренландии,
концентрации
гексахлорбифенилов были заметно выше других (Derek
C.G.
Muir et.
al, 2000).
Район исследования. В Баренцевом море морж
формирует несколько береговых лежбищ, но самое крупное и удобное, для
проведения работ - лежбище на мысе Лямчин острова Вайгач. Он расположен в
области арктических тундр, южнее Новой Земли, омывается Баренцевым и Карским
морями. Вытянут с юго-востока на северо-запад и в длину имеет 105 км,
наибольшая ширина - 44 км, общая площадь 3380 км. Является одноименным
заказником.
Биологический материал. Работы проводились в
дикой природе, на береговом лежбище, состоявшем из взрослых самцов. На момент
начала работ насчитывалось около 600 особей (Рис. 7) Возраст и вес животных
было возможно определить только приблизительно. По оценке специалистов вес
взрослых особей достигал от 700 до 900 кг.
Рисунок 7. Лежбище на острове Вайгач, мыс Лямчин
Методы получения биопсии подкожного жира. В
рамках проведённой экспедиции было проведено много работ разного профиля, и часть
из поставленных задач требовала обездвиживания моржа. В связи с этим, в
зависимости от состояния особи, у которой изымали пробы жировой ткани, было
разработано три метода получения биопсии.
Работа с обездвиженным животным. В связи с
разнонаправленностью задач и целей экспедиции, среди которых было мечение
специальными спутниковыми метками и взятие микробиологических мазков, часть
животных были обездвижены. Иммобилизацию, а также реабилитацию моржа проводил
приглашенный специалист ветеринар. В случае отбора биопсии жировой ткани с
обездвиженной особи использовался электрический шуруповерт со стерильной полой
насадкой для фиксирования полученной ткани (Рис. 8, 9).
Рисунок 8. Взятие биопсии подкожного жира с
обездвиженного моржа
Отбор пробы производился во время действия
транквилизаторов, из
района
поясничного отдела. Образовавшуюся ранку обрабатывали антисептиком,
кровотечение было непродолжительным. Полученный таким
способом
образец жировой ткани с глубины около 5 см упаковывался в фольгу, маркировался,
и отправлялся на хранение в холодильную установку при температуре +4 градуса.
Рисунок 9. проба жировой ткани от обездвиженного
моржа
Дистанционное получение биопсии. Второй способ
взятия биопсии жировой ткани моржа - дистанционный. Для него мы использовали
арбалет с усилием 43 кг, стрелы которого были привязаны к нему длинной веревкой
(15 м). Каждая стрела имела специальный наконечник из нержавеющей стали (Рис.
10, 11). Устройство такого наконечника позволяет при попадании в тело пробивать
внешние покровы и животного, проникать вглубь примерно на 3 см и фиксировать
полученную пробу жировой ткани в полом конце при помощи замыкающего
слабоподвижного крючка. Для регулировки глубины проникновения пробоотборника он
оборудован широким пояском, препятствующим излишнему погружению в ткани, и
способствующим отскакиванию стрелы после забора пробы.
Рисунок 10. Схема строения наконечника: 1 -
резьба для крепления к стреле; 2 - дисковидный поясок, «тормоз»; 3 -
крючок-фиксатор образца; 4 - полость пробоотборника
Каждый наконечник использовался многократно,
отбора проб их стерилизовали, проваривая в воде и для повторного несколько
минут.
Подобный метод не наносит вреда моржу. В
подавляющем большинстве случаев, он даже не двигается со своего места.
Оглядевшись по сторонам, и не заметив потенциальной угрозы, он снова ложится
дремать. Выстрел производится с расстояния 5-10 м. К моржу приближались
медленно против ветра, пригнувшись, что снижало возможность спугнуть животных.
Другие методы получения жировых проб. Во время
экспедиции, при обследовании береговой линии и прилежащих районов, нами было обнаружено
2 трупа погибших животных. Состояние их тканей позволило нам произвести отбор
проб подкожного жира для анализа на стойкие органические загрязнители. Взятие
образца проводилось стерилизованным ножом, затем его поместили в фольгу и
маркировали. Условия хранения, так же, как и у всех других образцов: +4°C
в холодильной установке.
Лабораторные методы анализа полученных образцов.
В лаборатории, для определения концентраций полихлорированных бифенилов,
использовался хромато-масс-спектрометр высокого разрешения Agilent
Technologies
GC System
7890 7200 Q-TOF.
Обнаружение планарных и непланарных ПХБ проходило отдельно, по разным
методикам: ГОСТ 31792- 2012 и РД 52.18.668-2005 соответственно,
чувствительность: от 0,1 нг вещества на 1 г липидов.
Определение ПХБ в пробах биологического
материала. Идентификация и определение количественного содержания ПХБ в пробах
биологического материала проводится методом хромато-масс-спектрометрии высокого
разрешения. Для контроля полноты извлечения аналитов и последующих количественных
расчетов, в анализируемый образец на стадии пробообработки вводится суррогатный
стандарт - ПХБ, изотопно-меченые по углероду 13С. При анализе непланарных ПХБ
используют один изотопно-меченый стандарт для каждой группы конгенеров. Для
планарных ПХБ вводят изотопно-меченый стандарт для каждого определяемого
аналита.
Экстракция ПХБ из образца биоматериала. Для
извлечения ПХБ навеску гомогенизированного образца массой 1-3 г перетирают с
безводным Na2SO4
в фарфоровой ступе. Половину полученной сухой смеси помещают в стеклянную
колонку на слой кварцевой ваты и добавляют к ней
раствор
изотопно-меченых суррогатных стандартов в н-нонане, затем добавляют остаток
анализируемой пробы.
Экстрагируют ПХБ пропуская через колонку с
пробой 300 см3 смеси
гексан-дихлорметан
1:1 со скоростью 3-4 мл/мин. Экстракт концентрируют на роторном испарителе до
объема около 1 см3, добавляют около 1 см3 дихлорметана и очищают методом
колоночной хроматографии.
Очистка экстракта. Очистка экстракта проводится
в два этапа, первый из которых включает удаление из пробы липидов и стероидов
методом гель-фильтрации на колонке Bio-Beads
S-X3.
На втором этапе экстракт после гель-фильтрации очищают от примесей, мешающих
анализу методом колоночной хроматографии, последовательно, на мультислойной
колонке заполненной кислым и щелочным силикагелем и колонке с активированной
окисью алюминия. При анализе непланарных ПХБ целевые аналиты в элюируют из
колонки с окисью алюминия раствором гексан- дихлорметан 97:3% об. Планарные ПХБ
элюируют смесью гексан- дихлорметан 40:60% об. Полученный элюат концентрируют
на роторном испарителе до объема 1мл, вносят в элюат раствор внутреннего
стандарта (ПХБ#155) и доводят объем раствора до 100 мкл отдувая избыток
растворителя потоком азота.
Хромато-масс-спектрометрическое определение ПХБ.
Анализ ПХБ выполняется на хромато-масс-спектрометре Agillent
7200Q-TOF
в режиме масс-спектрального разрешения R>9000.
Разделение компонентов анализируемой смеси проводится на кварцевой капиллярной
колонке типа DB-5MS
30м х0,25мм х 0,25мкм в режиме программирования температуры от 80 до 280°С.
Идентификация аналитов ПХБ проводится на основании наличия в масс-спектре
характеристических ионов для каждой группы конгенеров ПХБ, масса которых
определяется с точностью до 0,003 Da
и хроматографическим временам удерживания, определяемым с точностью
Верхняя хроматограмма - нативные
пентахлорированные ПХБ, внизу - суррогатные изотопно-меченые стандарты в той же
пробе (Рис. 12).
Рисунок 12. Масс-хроматограмма пробы жировой
ткани моржа
В таблице 1 приведены массы аналитических ионов
нативных и изотопно-меченых ПХБ, используемые при анализе планарных конгенеров.
В процессе экспедиции летом 2015 года было
отобрано 4 пробы жировой ткани взрослых самцов моржей, летом 2016 года - 9
проб. Все пробы отобраны у разных моржей. Анализы проведены в соответствии с
вышеуказанными методиками в лаборатории ФГБУ «НПО «Тайфун» Института проблем мониторинга
окружающей среды. Ниже приведены полученные результаты анализов.
Непланарные полихлорированные бифенилы.
Среди непланарных ПХБ, часть соединений
определялась попарно: #4 и #10, #17 и #18, #28 и #31, #153 и #168, что
объясняется близостью физико- химических свойств данных пар конгенеров. Полный
список определенных веществ и их концентраций приведен в таблице. Для каждого
образца рассчитана сумма концентраций полихлорированных бифенилов (нг/г
липидов).
Таблица . Концентрации непланарных полихлорированных
бифенилов в образцах жировой ткани моржей за 2015 и 2016 года
Концентрация
соединения, нг/г липидо id образца
Примечание: Погрешность методики составила ±28
%. Жирным шрифтом выделены концентрации ПХБ #153 и
#168, а так же чрезвычайно высокая суммарная
концентрация непланарных полихлорированных бифенилов, обнаруженная для образца
«2016-32».
По данным анализа, образец «2016-32» имеет самые
высокие концентрации обнаруживаемых конгенеров. Средняя концентрация
полихлорированных бифенилов, по сравнению с 2015 годом, сильно возросла (6964,6
нг/г против 298,7 нг/г). Качественный состав за год тоже значительно изменился:
в 2015 было обнаружено в среднем по 11, а в 2016 году уже по 20 конгенеров на
образец. Несколько образцов («2016-08» и «2016-36», учитывая возможную ошибку
метода, так же образец «2015-04») демонстрируют суммарные концентрации ПХБ ниже
100 нг/г.
Рассмотрим суммарные концентрации непланарных
полихлорированных бифенилов для всех образцов на общей диаграмме (Рис. 13).
Рисунок 13. Суммарные концентрации непланарных
ПХБ
На приведенной выше диаграмме сильно отличается
от остальных уже упомянутый ранее образец «2016-32». Его суммарная концентрация
непланарных полихлорированных бифенилов равна 49704,4 нг/г. На следующей
диаграмме приведены те же самые данные, однако из обзора
исключен
образец «2016-32», что позволяет нагляднее представить
полученные
значения суммарных концентраций других образцов (Рис. 14).
Суммарные концентрации непланарных ПХБ за
Из диаграммы, представленной на рисунке 16,
видны две выделяющиеся группы образцов:
те, чьи суммарные концентрации непланарных
превышает этого значения. В группу образцов,
сумма
нг/г относятся «2016-30», «2016-31», «2016-33»,
«2016-32» (исключен из
диаграммы выше, однако имеет концентрацию выше
«2016-38», если учитывать ошибку метода в 28%,
так же может быть причислен к этой группе. Возможные причины подобного различия
в суммарных концентрациях будут рассмотрены в разделе Обсуждений.
Особое внимание привлекают концентрации ПХБ
#153
(2,2’,4,4’,5,5’- гексахлобифенил) и парно (Рис. 15 а, б).
#168 (2,3’,4,4’,5’,6-гексахлорбифенил),
определенных
Рисунок 15а. ПХБ #153 Рисунок 15б. ПХБ #168
Метод не позволял разделить их, хотя это
возможно, однако
потребовало
бы отдельного и более продолжительного анализа. Затруднения в разделении этих
конгенеров связаны с высокой схожестью их химических и
физических
свойств, оба этих бифенила имеют по 6 атомов хлора.
Концентрации, обнаруживаемые для этой пары
соединений, в большинстве образцов значительно превышают концентрации других
(Рис. 16).
Рисунок 16. Концентрации (нг/г)
полихлорбифениловой пары 153+168 в образцах 2015 и 2016 годов
Одной из причин, по которым данная пара
конгенеров рассмотрена в
этой
работе отдельно от прочих, является высокая токсичность ПХБ #168 и
ПХБ
#153. Они представляют опасность для репродуктивной и иммунной систем за счёт
конкурентного ингибирования андрогенов и гормонов щитовидной железы
соответственно. (Hamers
et. al,
Похожие работы на - Полихлорированные бифенилы в жировой ткани атлантического моржа Печорского моря – концентрации и предполагаемые последствия Дипломная (ВКР). Биология.
Ответ на вопрос по теме Шпаргалка по курсу естествознания
Курсовая работа: Христианские основания сонатной формы
Курсовая работа по теме Анализ методов управления потоками вылетающих и прилетающих воздушных судов и их влияние на пропускную способность ВВП и ЗВП
Реферат по теме Взгляды историков на личность и деятельность Ивана Грозного
Сочинение На Тему Зачем Нужно Читать
Дипломная работа по теме Совершенствование маркетинговой стратегии организации (на примере ОАО "Прогресс")
Сочинение На Тему Является Ли Труд Потребностью
Курсовая работа по теме Організація та методики,проведення занять із застосування методів проблемного навчання
Курсовая Работа На Тему Расчет Эффективности Перевозок Для Автотранспортного Предприятия
Реферат: Зарождение економiчноi теорii. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение: Что лучше кем быть или каким быть
Дипломная работа по теме Развитие диалогической речи у детей дошкольного возраста с общим недоразвитием речи
Наступила Осень Сочинение 8 Класс
Реферат: Предмет административного права
Курсовая работа по теме Трудовая миграция, как проблема мирового масштаба
Доклад по теме Реконкиста в Португалии. Взятие Лиссабона
Контрольная работа: Анализ хозяйственной деятельности коммерческих банков
Курсовая работа по теме Физика в художественных произведениях
Дипломная работа по теме Особенности взаимосвязей креативности и черт личности старшеклассников в связи с полом
Реферат: Теория Дарвина
Реферат: работа на тему: «Беспроводной стандарт связи lte» по дисциплине "организация ЭВМ "
Изложение: Альбер Камю. Чума
Похожие работы на - Ясность речи как один из принципов культуры речи