Physico-chemical control of lake Sevan water quality

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Introdoction. The high-altitude lake of the Caucasus – Sevan, is a natural source of water for the population and agricultural lands, including areas for growing medicinal plant raw materials. Against the background of anthropogenic impact, there is active development of phytoplankton and cyanobacteria, as well as exceeding the normative values of heavy metals in both the Large and Small Sevan lakes.

Objective of the study – to apply physicochemical methods of analysis, used in pharmacopoeial analysis, to assess the water quality of Lake Sevan.

Material and methods. Water quality monitoring of Lake Sevan was conducted using electrochemical methods (conductometry and potentiometry), water dispersity was evaluated using dynamic light scattering (DLS), the content of essential elements and heavy metals was determined (X-ray fluorescence analysis – XRF), and potentially toxic organic compounds were investigated (IR spectroscopy and HPLC-MS, GC-MS).

Results. The average values of specific electrical conductivity and the corresponding concentrations of standard salt solutions indicate the absence of statistical differences for waters of different seasons, i.e. they do not depend on temperature fluctuations and the environmental load on the lake. The waters of Lake Sevan have a pH of 8.6–8.9. The waters are characterized by polydispersity with maxima at 164 nm and in the range from 255 to 342 nm. The IR spectra of the residues after water removal demonstrated the presence of organic compounds of different classes, the content of which is higher in summer. Traces of potentially toxic compounds were detected using the chromatographic method. Inorganic components are ranked by content: Cl (2.3%) > K (0.7%) > S (0.5%) > Ca (0.41%) > Br (107 ppm) > Zn (38 ppm) > Fe (23 ppm) > Mn (6.2 ppm) > Cu (2.1 ppm).

Conclusions. The analysis of water samples from Lake Sevan in summer and winter demonstrated the feasibility of monitoring their quality using pharmacopoeial physicochemical methods. Lake Sevan is a sustainable ecosystem that requires careful management to avoid its negative transformation.

Sobre autores

M. Atoyan

Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Autor responsável pela correspondência
Email: meri.atoyan@mail.ru
ORCID ID: 0009-0007-5422-1449
Código SPIN: 7573-3275

Medical Institute, Master's student, Department of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry

Rússia, 6 Miklukho-Maklaya st., Moscow, 117198

S. Barsegyan

Russian Center for Forensic Medical Examination Ministry of Health of the Russian Federation

Email: areviklu@mail.ru
ORCID ID: 0000-0001-6234-4253
Código SPIN: 1261-1536

Ph.D. (Pharm.), Head of the Department of Forensic Chemical and Toxicological Studies

Rússia, 12/13 Polikarpova st., Moscow, 125284

D. Galkina

Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: skretti@hotmail.com
ORCID ID: 0000-0002-0270-2888
Código SPIN: 7573-3270

Ph.D. (Pharm.), Medical Institute, Assistant, Department of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry

Rússia, 6 Miklukho-Maklaya st., Moscow, 117198

M. Djavakhyan

Russian University of Medicine of the Ministry of Health of Russia; All-Russian Scientific Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants

Email: akopovamarina13@mail.ru
ORCID ID: 0000-0003-2673-6203
Código SPIN: 3912-4027

Dr.Sc. (Pharm.), Associate Professor, Deputy Director of the Institute of Pharmacy, Chief Research Scientist

Rússia, 4 Dolgorukovskaya st., Moscow, 127006; 7 Grina, st., Moscow, 117216

M. Khachaturyan

Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: mar.982@mail.ru
ORCID ID: 0009-0009-1334-5992
Código SPIN: 1273-2576

Ph.D. (Chem.), Associate Professor, Medical Institute, Research Assistant, Department of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry

Rússia, 6 Miklukho-Maklaya st., Moscow, 117198

T. Pleteneva

Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: tvplet@mail.ru
ORCID ID: 0000-0001-7297-980X
Código SPIN: 1273-2555

Dr.Sc. (Chem.), Medical Institute, Professor, Department of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry

Rússia, 6 Miklukho-Maklaya st., Moscow, 117198

Bibliografia

  1. Shaginyan S.M., Sargsyan M.A. The impact of heavy metals on fish health in Lake Sevan and the reflection of the results on human health as their consumers. International Scientific Research Journa. 2015; 4(35), 104−106. (In Russ.).
  2. GOST 32220-2013. Drinking bottled water. General specifications; https://docs.cntd.ru/document/1200107341. (In Russ.)
  3. Syroeshkin A.V., Suzdalyeva O.V., Kiskina L.P. i dr. Kinetic description of cell interaction with low molecular weight ligands. Bulletin of the Peoples’ Friendship University of Russia. Series: Medicine. 2001; 25–32. (In Russ.).
  4. Dolmatova L.A. Features of the hydrochemical regime of Lake Teletskoye during the autumn cooling period. World of Science, Culture, Education. 2011; 6(2), 418−421. (In Russ.).
  5. Aliaskarov M., Sariyeva M., Dzhenbaev B.M. i dr. Multidimensional analysis of the water quality parameters of Lake Issyk-Kul. International Scientific Research Journal. 2019; 5(1), 83. (In Russ.).
  6. Paizilloev A.K.U., Abdullaev A.K., Kadyrova G.Kh., Shakirov Z.S. Optimization of cultivation conditions for local strains of nitrogen-fixing cyanobacteria of the genus Nostoc. Universum. Chemistry and Biology: electronic. 2021; 7: 85. (In Russ.).
  7. Standard Reference Material 2976. Trace elements and methylmercury in mussel tissue (Freeze-dried): Certificate of Analysis. [Elektronnyj resurs]. Gaithersburg: National Institute of Standards & Technology. 2018; https://tsapps.nist.gov/srmext/certificates/2976.pdf.
  8. Mir A.R., Pichtel J., Hayat S. Copper: uptake, toxicity and tolerance in plants and management of Cu-contaminated soil. Biometals. 2021; 34(4): 737–759. doi: 10.1007/s10534-021-00306-z.
  9. Koekkoek K.W.A, Berger M.M. An update on essential micronutrients in critical illness. Curr Opin Crit Care. 2023; 29(4): 315–329. doi: 10.1097/MCC.0000000000001062.
  10. Skalny A.V., Aschner M., Tinkov A.A. Zinc. Adv Food Nutr Res. 2021; 96: 251–310. doi: 10.1016/bs.afnr.2021.01.003.
  11. Pleteneva T.V., Galkina D.A., Fatkulina O.A. et al. Arrhenius kinetics in the evaluation of the biological activity of pharmaceutical tinctures. International Journal of Applied Pharmaceutics. 2023; 15 (4): 277–281. doi: 10.22159/ijap.2023v15i4.48058.
  12. Popov N.S., Egorova E.N., Petrova M.B. i dr. Application of HPLC-MS for quantitative determination of 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxy-pyridinium N-acetyl-6-aminohexanoate in rat plasma. Problems of Biological, Medical, and Pharmaceutical Chemistry. 2021; 24(10): 45−51; http://www.doi.org/ 10.29296/25877313-2021-10-06. (In Russ.).
  13. Poopal R.K., Zhang J., Zhao R. i dr. Biochemical and behavior effects induced by diheptyl phthalate (DHpP) and Diisodecyl phthalate (DIDP) exposed to zebrafish. Chemosphere. 2020; 252: 126–498. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.126498.
  14. Wang Y., Wang B., Wang P. et al. Review of neurotoxicity of T-2 toxin. Mycotoxin Res. 2024; 40(1): 85–95. doi: 10.1007/s12550-024-00518-5.
  15. Zırh S., Bahador Z.E., Erol S. et al. Investigation of FF-MAS oxysterole's role in follicular development and its relation to hedgehog signal pathway. Sci Rep. 2024; 14(1): 24863. doi: 10.1038/s41598-024-76281-5.
  16. Gholap A.D., Sayyad S.F., Hatvate N.T. et al. Drug Delivery Strategies for Avobenzone: A Case Study of Photostabilization. Pharmaceutics. 2023; 15(3): 1008. doi: 10.3390/pharmaceutics15031008.
  17. Chen Y., Gao D., Wu Y. et al. Determination of the Dissipation Dynamics and Terminal Residue of Bupirimate and Its Metabolites in Cucumber by QuEChERS-Based UPLC-MS/MS. ACS Omega. 2023; 8(26): 23975–23981. doi: 10.1021/acsomega.3c02644.
  18. Karinen R., Høiseth G., Svendsen K.O. et al. Fatal intoxication with phenazone (antipyrine). Forensic sci int. 2015; 248: 13–15. doi: 10.1016/J.FORSCIINT.2015.01.001.
  19. Ma G., Xiao H., Wei X. et al. Source and composition analysis of petroleum hydrocarbons in the refinery circulating water. Environ Sci Pollut Res Int. 2023; 30(9): 24470–24478. doi: 10.1007/s11356-022-23922-9.
  20. Huang L., Zhu X., Zhou S. et al. Phthalic Acid Esters: Natural Sources and Biological Activities. Toxins (Basel). 2021; 13(7): 495. doi: 10.3390/toxins13070495.
  21. Ren X.M., Chang R.C., Huang Y. et al. 2,4-Di-tert-butylphenol Induces Adipogenesis in Human Mesenchymal Stem Cells by Activating Retinoid X Receptors. Endocrinology. 2023; 164(4): bqad021. doi: 10.1210/endocr/bqad021.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. The map of Lake Sevan with sampling coordinates

Baixar (67KB)
Metadados
3. Fig. 2. Comparison of specific conductivity values of samples taken in summer and in winter

Baixar (24KB)
Metadados
4. Fig. 3. Calibration line "specific conductivity concentration of NaCl solution" and the result of predicting the concentration of conductive particles from the values of average specific conductivity of samples taken from Lake Sevan in winter (a) and in summer (b)

Baixar (41KB)
Metadados
5. Fig. 4. Dimensional spectra of light scattering intensity distribution of Lake Sevan water: a − before filtration; б − after filtration

Baixar (780KB)
Metadados
6. Fig. 5. IR spectra of dry residues of samples taken from Lake Sevan in winter (a) and in summer (b)

Baixar (63KB)
Metadados
7. Fig. 6. Inorganic components of Lake Sevan water (а-в)

Baixar (1MB)
Metadados
8. Fig. 1. Table № 3

Baixar (5KB)
Metadados
9. Fig. 2. Table № 3

Baixar (7KB)
Metadados
10. Fig. 3. Table № 3

Baixar (5KB)
Metadados
11. Fig. 4. Table № 3

Baixar (4KB)
Metadados
12. Fig. 5. Table № 3

Baixar (5KB)
Metadados
13. Fig. 6. Table № 3

Baixar (5KB)
Metadados
14. Fig. 1. Table № 4

Baixar (3KB)
Metadados
15. Fig. 2. Table № 4

Baixar (3KB)
Metadados
16. Fig. 3. Table № 4

Baixar (4KB)
Metadados
17. Fig. 4. Table № 4

Baixar (615B)
Metadados
18. Fig. 5. Table № 4

Baixar (6KB)
Metadados
19. Fig. 6. Table № 4

Baixar (5KB)
Metadados

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».