Теоретическая и прикладная экология1995-43012618-840610.25750/1995-4301-2026-2-040-047OtherИсследование состава водных проб окружающей среды на содержание анионных поверхностно-активных веществ методом высокоэффективной жидкостной хроматографииStudy on environmental water samples for anionic surfactants by high-performance liquid chromatographyСтрелецкийА. В.StreletskiyA. V.astreletsky@cspfmba.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8194-1536КаменецкаяД. Б.KamenetskayaD. B.https://orcid.org/0000-0002-9050-3757СавостиковаО. Н.SavostikovaO. N.https://orcid.org/0000-0002-7032-1366Biomedical Health Risks” of the Federal medical and biological agency (Centre for Strategic Planning, of the Federal medical and biological agency) (Moscow, Russia)ФГБУ «ЦСП» ФМБА России (Москва, Россия)2506202624047http://www.envjournal.ru/ari/v2026/v2/26204.pdf

Представлен целостный подход, применимый в рамках рутинного анализа различных типов вод (питьевая, сточная и очищенная сточная) на предмет содержания анионных поверхностно-активных веществ (АПАВ). Исследование выполнено методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Описана комплексная методика анализа, включающая упрощённую пробоподготовку, градиентное хроматографическое разделение и масс-спектрометрическое детектирование в различных режимах, включая тандемную масс-спектрометрию. Для идентификации АПАВ использовались открытые базы масс-спектрометрических данных, содержащие информацию о молекулярных массах аналитов и их специфических фрагментных ионах. Приведён пример оценки количественного содержания загрязняющих веществ в сточных водах до и после очистки на водоочистных сооружениях, что подтверждает эффективность применяемого метода. Результаты хроматографического анализа пробы сточной воды выявили АПАВ – алкилбензолсульфонаты (C10-, C11- и C12-) и алкилсульфаты (C14). После очистки сточной воды концентрация этих веществ значительно снижается: эффективность очистки составила 97–99 %. Обнаружение следовых количеств АПАВ в очищенной воде свидетельствует о необходимости постоянного мониторинга качества воды для оценки степени загрязнения этими веществами.

Results of analysis of various water samples (drinking water, wastewater, and treated wastewater) for anionic surfactants content are presented. The study was conducted using high-performance liquid chromatography with mass spectrometric detection. A comprehensive analytical methodology, including simplified sample preparation, gradient chromatographic separation, mass-spectrometric detection in various modes (including tandem mass spectrometry) is described. Special attention is paid to the anionic surfactants identification using open-access mass-spectrometric databases that based on molecular mass and characteristic fragments. An example of assessing the quantitative composition of contaminants in wastewater before and after treatment is given. It demonstrates the effectiveness of the applied approach. The results of the chromatographic analysis of the wastewater sample revealed anionic surfactants – alkyl-benzene sulfonates (C10-, C11-, and C12-) and alkylsulfates (C14). After wastewater treatment, the concentration of the above substances significantly decreases; a removal efficiency is 97–99 %. The detection of trace amounts of surfactants in the treated water indicates the need for continuous water quality monitoring to assess the level of contamination by anionic surfactants.

анионные поверхностно-активные веществамасс-спектрометрияхроматографиясточные водыanionic surfactantsmass spectrometrychromatographywastewaterРабота выполнена в рамках государственного задания ФГБУ «ЦСП» ФМБА России РАН (тема «Индикатор риска 25-27»).1. Трифонова Т.А., Чеснокова С.М., Савельев О.В. Оценка влияния синтетических поверхностно-активных веществ на экосистему малого водотока // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 4. С. 20–25. doi: 10.35776/VST.2022.04.032. Рынок ПАВ – Размер, производители, доля отрасли и рост [Электронный ресурс] https://www.mordorin-https://www.mordorin-://www.mordorin-www.mordorin-.mordorin-mordorin-telligence.com/ru/industry-reports/surfactants-market (Дата обращения: 17.03.2025).3. Закиров Р.К., Ахмадуллина Ф.Ю., Балымова Е.С. Перспективы сонохимической обработки сточных вод, содержащих синтетические поверхностно-активные вещества // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 4. С. 111–116. doi: 10.25750/1995-4301-2020-4-111-1164. Курбатов А.Ю., Мурзина Е.Д., Ветрова М.А., Иванцова Н.А. Обеспечение качества и безопасности процесса питьевой водоподготовки на примере р. Ганг // Теоретическая и прикладная экология. 2024. № 4. С. 96–104. doi: 10.25750/1995-4301-2024-4-096-1045. Bautista Quispe J.I., Campos L.C., Mašek O., Bogush А. Removal of anionic surfactant from aqueous solutions by adsorption onto biochars: characterisation, kinetics, and mechanism // Environ. Technol. 2024. V. 45. No. 26. P. 5723–5744. doi: 10.1080/09593330.2024.23046776. Síma J., Havelka M., Holcová V. Removal of anionic surfactants from wastewater using a constructed wetland // Chem. Biodivers. 2009. V. 6. No. 9. P. 1350–1363. doi: 10.1002/cbdv.2009001087. Bazel Y.R., Antal I.P., Lavra V.M., Kormosh Zh.A. Methods for the determination of anionic surfactants // J. Anal. Chem. 2014. V. 69. P. 211–236. doi: 10.1134/ S10619348140100438. Ferradj A., Idouhar M. Determination of anionic surfactants in wastewater treatment plant in Algiers City // Desalin. Water Treat. 2016. V. 57. No. 53. P. 25677–25685. doi: 10.1080/19443994.2016.11570389. Орлова А.О., Лизунова Г.М., Зорин А.Д. Определение содержания анионных и неионных поверхностно-активных веществ в синтетических моющих средствах при помощи жидкостных ионоселективных электродов // Аналитика и контроль. 2004. № 2. С. 131–136.10. Куренкова О.В. Методы определения поверхностно-активных веществ в природных и сточных водах // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Сер.: Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. 2013. № 6. С. 138–142.11. Budetić M., Jozanović M., Pukleš I., Samardžić M. Review of potentiometric determination of cationic surfactants // Rev. Anal. Chem. 2024. V. 43. No. 1. Article No. 20230078. doi: 10.1515/revac-2023-007812. Шачнева Е.Ю. Методы определения неионогенных поверхностно-активных веществ // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2015. № 6. C. 18–23.13. Amelin V.G., Shogah Z.A., Bol’shakov D.S. Identification of cationic and anionic surfactants by chromatography-mass-spectrometry in the microextraction-fluorimetry screening of water and food products // J. Anal. Chem. 2001. V. 76. P. 592–602. doi: 10.1134/S106193482105004X14. Wiest L., Giroud B., Assoumani A., Lestremau F., Vulliet E. A multi-family offline SPE LC-MS/MS analytical method for anionic, cationic and non-ionic surfactants quantification in surface water // Talanta. 2021. V. 232. Article No. 122441. doi: 10.1016/j.talanta.2021.12244115. Min K., Yang Q., Zhong X., Yan D., Luo W., Fang Z., Xiao J., Ma M., Chen B. Rapid analysis of anionic and cationic surfactants in water by paper spray mass spectrometry // Anal. Methods. 2021. V. 13. No. 8. P. 986–995. doi: 10.1039/d0ay02215b16. Barco M., Planas C., Palacios O., Ventura F., Rivera J., Caixach J. Simultaneous quantitative analysis of anionic, cationic, and nonionic surfactants in water by electrospray ionization mass spectrometry with flow injection analysis // Anal. Chem. 2003. V. 75. No .19. P. 5129–5136. doi: 10.1021/ac020708r17. Майер В.P. Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография. М.: Техносфера, 2019. 410 с.1. Trifonova T., Chesnokova S., Savel’ev O. Estimating the effect of synthetic surfactants on the ecosystem of a small watercourse // Water supply and sanitary technique. 2022. No. 4. P. 20–25 (in Russian). doi: 10.35776/ VST.2022.04.032. Surfactants market – Size, manufacturers, industry share and growth (2024–2029) [Internet resource] https://www.mordorintelligence.com/ru/industry-reports/surfactants-market (Accessed: 17.03.2025) (in Russian).3. Zakirov R.K., Akhmadullina F.Y., Balymova E.S. Prospects for sonochemical treatment of waste-water containing synthetic surfactants // Theoretical and Applied Ecology. 2020. No. 4. P. 111–116 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2020-4-111-1164. Kurbatov A.Yu., Murzina E.D., Vetrova M.A., Ivantsova N.A. Ensuring quality and safety for the process of drinking water treatment: case-study of the Ganges River // Theoretical and Applied Ecology. 2024. No. 4. P. 96–104 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2024-4-096-1045. Bautista Quispe J.I., Campos L.C., Mašek O., Bogush А. Removal of anionic surfactant from aqueous solutions by adsorption onto biochars: characterisation, kinetics, and mechanism // Environ. Technol. 2024. V. 45. No. 26. P. 5723–5744. doi: 10.1080/09593330.2024.23046776. Síma J., Havelka M., Holcová V. Removal of anionic surfactants from wastewater using a constructed wetland // Chem. Biodivers. 2009. V. 6. No. 9. P. 1350–1363. doi: 10.1002/cbdv.2009001087. Bazel Y.R., Antal I.P., Lavra V.M., Kormosh Zh.A. Methods for the determination of anionic surfactants // J. Anal. Chem. 2014. V. 69. P. 211–236. doi: 10.1134/S10619348140100438. Ferradj A., Idouhar M. Determination of anionic surfactants in wastewater treatment plant in Algiers City // Desalin. Water Treat. 2016. V. 57. No. 53. P. 25677–25685. doi: 10.1080/19443994.2016.11570389. Orlova A.O., Lizunova G.M., Zorin A.D. Definition of the concentration of anionic and nonionic surfactants in synthetic washing-up liquids with selective electrodes // Analitika i kontrol’. 2004. No. 2. P. 131–136 (in Russian).10. Kurenkova O.V. Methods of definition of surface-active substances in natural water and sewage // Nauchnyj Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Seriya: Fiziko-khimicheskie problemy i vysokie tekhnologii stroitelnogo materialovedeniya 2013. No. 6. P. 138–142 (in Russian).11. Budetić M., Jozanović M., Pukleš I., Samardžić M. Review of potentiometric determination of cationic surfactants // Rev. Anal. Chem. 2024. V. 43. No. 1. Article No. 20230078. doi: 10.1515/revac-2023-007812. Shachneva E.Yu. Methods nonionic surface-active substances // Vodoochistka. Vodopodgotovka. Vodosnabzhenie. 2015. No. 6. P. 18–23 (in Russian).13. Amelin V.G., Shogah Z.A., Bol’shakov D.S. Identification of cationic and anionic surfactants by chromatography-mass-spectrometry in the microextraction-fluorimetry screening of water and food products // J. Anal. Chem. 2001. V. 76. P. 592–602. doi: 10.1134/S106193482105004X14. Wiest L., Giroud B., Assoumani A., Lestremau F., Vulliet E. A multi-family offline SPE LC-MS/MS analytical method for anionic, cationic and non-ionic surfactants quantification in surface water // Talanta. 2021. V. 232. Article No. 122441. doi: 10.1016/j.talanta.2021.12244115. Min K., Yang Q., Zhong X., Yan D., Luo W., Fang Z., Xiao J., Ma M., Chen B. Rapid analysis of anionic and cationic surfactants in water by paper spray mass spectrometry // Anal. Methods. 2021. V. 13. No. 8. P. 986–995. doi: 10.1039/d0ay02215b16. Barco M., Planas C., Palacios O., Ventura F., Rivera J., Caixach J. Simultaneous quantitative analysis of anionic, cationic, and nonionic surfactants in water by electrospray ionization mass spectrometry with flow injection analysis // Anal. Chem. 2003. V. 75. No. 19. P. 5129–5136. doi: 10.1021/ac020708r17. Mayer V.R. Practical high-performance liquid chromatography. Moskva: Tekhnosfera, 2019. 410 p. (in Russian).