Углеводороды и их производные в минеральных водах Восточно-Уссурского и Медвежьего участков курорта Шмаковка

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье приводятся первые данные по составу и относительному содержанию углеводородов и их производных средней летучести в минеральной воде с высоким содержанием СО2 из скважин двух участков Шмаковского месторождения, расположенного в Приморском крае. Указывается концентрация общего углерода органического и содержание органического вещества средней летучести в единицах прибора. При помощи полевой установки для проведения твердофазной экстракции были получены экстракты исследуемых вод непосредственно на месте отбора. Методом капиллярной газовой хромато-масс-спектрометрии установлены разнообразные органические компоненты, которые составляют 15 гомологических рядов. Выявлено доминирование в исследуемых минеральных водах алифатических углеводородов (н-алканы, изоалканы, алкены и др.). Остальные органические вещества, идентифицированные в экстракте углекислых вод Шмаковского месторождения, – кислород- и серосодержащие соединения, а также ароматические (в том числе и гетероароматические) углеводороды. В статье описывается молекулярно-массовое распределение предельных углеводородов и рассчитанные геохимические индексы нечетности. Для установленных органических соединений предполагается бактериальное происхождение, а также преобразование органических остатков микробиологического генезиса под действием углекислого газа. Выявленные эфиры фталевой кислоты имеют не инструментальное происхождение (в ходе хроматографического анализа), а растворены в минеральной воде. Кроме этого, для Восточно-Уссурского участка предполагается антропогенное влияние, что было отмечено ранее другими исследователями. Проведенное исследование органических компонентов средней летучести углекислой минеральной воды Шмаковского месторождения имеет значение как для региональной экологии, так и для бальнеологии. Полученная база данных по органическим компонентам в минеральных водах известной здравницы Дальнего Востока может быть использована для выявления соединений, которые благотворно влияют на организм человека или наносят вред, а также для определения компонентов – индикаторов техногенного загрязнения.

Об авторах

В. А. Потурай

Институт комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: poturay85@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3357-1737
Россия, ул. Шолом-Алейхема 4, г. Биробиджан, 679000

Список литературы

  1. Абрамов В.Ю. Формирование органического химического состава углекислых минеральных вод Ессентукского и Нагутского месторождений // Разведка и охрана недр. 2014. № 5. С. 47–51. EDN: SDVDSV.
  2. Абрамов В.Ю., Вавичкин А.Ю. Особенности формирования термогазохимического состава минеральных вод Ессентукского месторождения // Разведка и охрана недр. 2010. № 10. С. 27–32. EDN: MXFLQH.
  3. Артеменко А.И. Органическая химия: учеб. для строит. спец. вузов. М.: Высш. шк., 2002. 559 с.
  4. Вартанян Г.С. Месторождения углекислых вод горно-складчатых регионов. М.: Недра, 1977. 285 с.
  5. Гидрогеология СССР. Т. 23. Хабаровский край и Амурская область. М.: Недра, 1971. 405 с.
  6. Деркачева Л.Н., Косолапов А.Б., Демеев Я.А., Скачков О.А., Галенко Е.В. Курорт Шмаковка: история и современность // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2017. № 1. С. 62–66. doi: 10.17116/kurort201794162-66. EDN: YHPMXD.
  7. Исидоров В.А., Зенкевич И.Г., Карпов Г.А. Летучие органические соединения в парогазовых выходах некоторых вулканов и гидротермальных систем Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1991. № 3. С. 19–25.
  8. Калитина Е.Г., Харитонова Н.А., Челноков Г.А., Вах Е.А. Микробиологический состав углекислых минеральных вод Приморского края (распространение, численность бактерий, условия их обитания) // Вестник ДВО РАН. 2015. № 5. С. 53–62. EDN: UYYSDZ.
  9. Каюкова Г.П., Киямова А.М., Романов Г.В. Гидротермальные превращения асфальтенов // Нефтехимия. 2012. Т. 52, № 1. С. 7–16. EDN: OOWKPT.
  10. Клюев Н.А., Бродский Е.С. Современные методы масс-спектрометрического анализа органических соединений // Российский химический журнал. 2002. Т. 46, № 4. С. 57–63.
  11. Крылов В.А., Волкова В.В. Источники систематических погрешностей при газохроматографическом определении диалкил-о-фталатов в воде // Журнал аналитической химии. 2015. Т. 70, № 5. С. 510–516. doi: 10.7868/S0044450215050084. EDN: TPWOSV.
  12. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2003. 493 с. EDN: QKARRT.
  13. Минеральные воды Дальнего Востока / под ред. Е.М. Иванова, Э.А. Эндаковой, М.В. Антонюк. Владивосток: Филиал ДНЦ физиолог. и патолог. дыхания СО РАМН, 1999. 457 с.
  14. Минеральные воды Приморья (химический аспект) / В.А. Чудаева, О.В. Чудаев, А.Н. Челноков, У.М. Эдмундс, П. Шанд. Владивосток: Дальнаука, 1999. 163 с. EDN: TIEWYH.
  15. Плюснин А.М., Украинцев А.В., Чернявский М.К. Органическое вещество в углекислых минеральных водах Витимского плоскогорья и Восточного Саяна // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы III Всерос. конф. / под ред. Л.В. Заманы, С.Л. Шварцева. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2018. С. 68–71. doi: 10.31554/978-5-7925-0536-0-2018-68-71. EDN: VKRMFO.
  16. Потурай В.А. Органическое вещество в гидротермальных системах разных типов и обстановки // Известия ТПУ. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329, № 11. С. 6–16. doi: 10.18799/24131830/2018/11/204. EDN: YRXOFF.
  17. Потурай В.А. Органическое вещество в подземных и поверхностных водах района Анненского геотермального месторождения (Дальний Восток) // Геохимия. 2017. № 4. С. 372–380. doi: 10.7868/S0016752517020054. EDN: YIUZBL.
  18. Потурай В.А. Органическое вещество в подземных и поверхностных водах района Кульдурского месторождения термальных вод, Дальний Восток России // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2013. № 1 (21). С. 169–182. EDN: RCCSRN.
  19. Потурай В.А. Органическое вещество и молекулярно-массовое распределение углеводородов в Анненских термальных водах (Дальний Восток, Россия) // Геология и геофизика. 2022. Т. 63, № 10. С. 1352–1368. doi: 10.15372/GiG2021150. EDN: TITPJR.
  20. Потурай В.А. Применение метода твердофазной экстракции при исследовании органического вещества в гидротермальных системах Дальнего Востока России // Региональные проблемы. 2024. Т. 27, № 4. С. 30–48. doi: 10.31433/2618-9593-2024-27-4-30-48. EDN: QRIWGK.
  21. Потурай В.А. Проблемы инструментального анализа состава органических соединений в природных водах // Региональные проблемы. 2024. Т. 27, № 3. С. 74–76. doi: 10.31433/2618-9593-2024-27-3-74-76. EDN: FNDSSN.
  22. Потурай В.А. Состав и распределение н-алканов в азотных термах Дальнего Востока России // Тихоокеанская геология. 2017. Т. 36, № 4. С. 109–119. EDN: ZFTTBZ.
  23. Потурай В.А. Сравнение химического состава термальных, сточных и грунтовых вод Кульдурского района // Региональные проблемы. 2010. Т. 13, № 2. С. 92–96. EDN: TPXSFT.
  24. Потурай В.А., Строчинская С.С., Компаниченко В.Н. Комплексная биогеохимическая характеристика термальных вод Тумнинского месторождения // Региональные проблемы. 2018. Т. 21, № 1. С. 22–30. EDN: YRPFZO.
  25. Пошибаева А.Р. Биомасса бактерий как источник углеводородов нефти: дис. … канд. хим. наук. М., 2015. 124 с. EDN: YSNZXV.
  26. Украинцев А.В., Плюснин А.М. Алифатические углеводороды углекислых минеральных и азотных термальных вод Западного Забайкалья // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы четвертой Всерос. конф. с междунар. участием. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2020. С. 179–183. doi: 10.31554/978-5-7925-0584-1-2020-179-183. EDN: TYAFCZ.
  27. Украинцев А.В., Плюснин А.М. Применение метода твердофазной экстракции для анализа состава растворенных органических веществ в углекислых минеральных водах // Байкальская молодежная научная конференция по геологии и геофизике: материалы V Всерос. молодеж. науч. конф. Улан-Удэ: Геологический институт СО РАН, 2019. С. 90–92. EDN: UQYFKH.
  28. Челноков А.Н. Подземные минеральные воды Приморского края. Распространение и особенности формирования: дис. ... канд. геол.-мин. наук. Иркутск, 1997. 165 с. EDN: ZJOSKX.
  29. Челноков Г.А. Углекислые минеральные воды юга Дальнего Востока России / Г.А. Челноков, Н.А. Харитонова. Владивосток: Дальнаука, 2008. 165 с. EDN: QKIZRN.
  30. Челноков Г.А., Харитонова Н.А., Брагин И.В. Состав и генезис газов углекислых минеральных вод юга Дальнего Востока России // Известия Высших учебных заведений. Геология и разведка. 2013. № 5. С. 42–46. EDN: ROXVAJ.
  31. Челнокова Б.И. К вопросу о мониторинге минеральных вод Дальнего Востока // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2009. № 4–5. С. 195–197. EDN: KVDTSD.
  32. Шпейзер Г.М., Васильева Ю.К., Гановичева Г.М., Минеева Л.М., Родионова В.А., Ломоносов И.С., Ванг Янсинь. Органические вещества в минеральных водах горноскладчатых областей центральной Азии // Геохимия. 1999. № 3. С. 302–311.
  33. Andrade-Eiroa A., Canle M., Leroy-Cancellieri V., Cerda V. Solid phase extraction of organic compounds: a critical review. Part II // Trends in Analytical Chemistry. 2016. Vol. 80. P. 655-657. doi: 10.1016/j.trac.2015.08.014. EDN: YMIBHS.
  34. Badawy M.E.I., El Nouby M.A.M., Kimani P.K., Lim L.W., Rabea E.I. A review of the modern principles and applications of solid phase extraction techniques in chromatographic analysis // Analytical Sciences. 2022. Vol. 38. P. 1457–1487. doi: 10.1007/s44211-022-00190-8. EDN: SODPFO.
  35. Berrueta L.A., Gallo B., Vicente F. A Review of Solid Phase Extraction: Basic Principles and New Developments // Chromatographia. 1995. Vol. 40, N 7/8. P. 474–483. EDN: RASXUW.
  36. Bray E.E., Evans E.D. Distribution of n-paraffines as a clue to recognition of source beds // Geochim Cosmochim Acta. 1961. Vol. 22, N 1. P. 2–15. doi: 10.1016/0016-7037(61)90069-2.
  37. Bush R.T., McInerney F.A. Leaf wax n-alkane distributions in and across modern plants: Implications for paleoecology and chemotaxonomy // Geochim. Cosmochim. Acta. 2013. Vol. 117. P. 161–179. doi: 10.1016/j.gca.2013.04.016.
  38. Gonzalez-Barreiro C., Cancho-Grande B., Araujo-Nespereira P., Cid-Fernandez J.A., Simal-Gandara J. Occurrence of soluble organic compounds in thermal waters by ion trap mass detection // Chemosphere. 2009. N 75. P. 34–47. doi: 10.1016/j.chemosphere.2008.11.067. EDN: MCRUXF.
  39. Hunt J.M. Petroleum geochemistry and geology. San Francisco: W.H. Freeman and Company, 1979. 617 p.
  40. Kharitonova N.A., Chelnokov G.A., Chudaev O.V., Bragin I.V. Groundwater at Shmakovka Spa: Chemical Composition and Element Sources // Journal of Water Resource and Hydraulic Engineering. 2015. Vol. 4, N 2. P. 126–130. doi: 10.5963/JWRHE0402001. EDN: ZNGOBP.
  41. Liang P., Xu J., Li Q. Application of dispersive liquid–liquid microextraction and high-performance liquid chromatography for the determination of three phthalate esters in water samples // Anal. Chim. Acta. 2008. Vol. 609. N 1. P. 53–58. doi: 10.1016/j.aca.2007.12.025. EDN: KDWPNL.
  42. Meyers P.A. Applications of organic geochemistry to paleolimnological reconstructions: a summary of examples from the Laurentian Great Lakes // Org. Geochem. 2003. Vol. 34. P. 261–289. doi: 10.1016/S0146-6380(02)00168-7. EDN: BDEVOL.
  43. Mustafa M.F., Liu Y., Duan Z., Guo H., Xu S., Wang H., Lu W. Volatile compounds emission and health risk assessment during composting of organic fraction of municipal solid waste // J. Hazard. Mater. 2017. Vol. 327. P. 35–43. doi: 10.1016/j.jhazmat.2016.11.046.
  44. Psillacis E. Kalogerakis N. Hollow-fibre liquid-phase microextraction of phthalate esters from water // J. Chromatogr. A. 2003. Vol. 999. N 1–2. P. 145–153. doi: 10.1016/S0021-9673(03)00390-X. EDN: BJCJHB.
  45. Randazzo A., Folino A., Tassi F., Tatàno F., Rosa S., Gambioli A. Volatile organic compounds from green waste anaerobic degradation at lab-scale: evolution and comparison with landfill gas // Detritus. 2022. Vol. 19. P. 63–74. doi: 10.31025/2611-4135/2022.15188. EDN: JZGAVT.
  46. Regueiro J., Llompart M., Garcia-Jares C., Garcia-Monteagudo J.C., Cela R. Ultrasound-assisted emulsification-microextraction of emergent contaminants and pesticides in environmental waters // J. Chromatogr. A. 2008. Vol. 1190. No. 1–2. P. 27–38. doi: 10.1016/j.chroma.2008.02.091. EDN: MLZWPJ.
  47. Shorland F.B. Occurrence of fatty acids with uneven-numbered carbon atoms in natural fats // Nature. 1954. Vol. 174. No. 4430, P. 603. doi: 10.1038/174603a0.
  48. Soniassy R., Sandra P., Schlett C. Water analysis: Organic micropollutants. Germany: Hewlett-Packard Company, 1994. 278 p.
  49. Umoh U.U., Li L., He J., Chen L., Dong L., Jia G., Lahajnar N., Massoth G., Schwarz-Schampera U. Unusual aliphatic hydrocarbon profiles at hydrothermal vent fields of the Central and Southeast Indian Ridges and Mid-Indian Basin // Deep-Sea Research Part II. 2021. Vol. 194. 104996. doi: 10.1016/j.dsr2.2021.104996. EDN: YEATWD.
  50. Wang B., Yang J., Jiang H., Zhang G., Dong H. Chemical composition of n-alkanes and microbially mediated n-alkane degradation potential differ in the sediments of Qinghai-Tibetan lakes with different salinity // Chem. Geol. 2019. Vol. 524. P. 37–48. doi: 10.1016/j.chemgeo.2019.05.038.
  51. Zhang Y., Lee H. Low-density solvent-based vortex-assisted surfactant-enhanced-emulsification liquid-liquid microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry for the fast determination of phthalate esters in bottled water // J. Chromatogr. A. 2013. Vol. 1274. P. 28–35. doi: 10.1016/j.chroma.2012.12.017.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Потурай В.А., 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».