Ученые из Института физической химии и электрохимии имени А. Фрумкина выяснили, что при воздействии несимметричного диметилгидразина на выращенные в лабораторных условиях растения в их тканях обнаруживаются продукты трансформации этого токсичного вещества. Среди них наибольшей интенсивностью и воспроизводимостью обладает 1-метил-1Н-1,2,4-триазол. Как пояснили исследователи, это вещество образовывалось при разных концентрациях загрязнителя и за небольшой промежуток времени.
Работа финансировалась Министерством науки и высшего образования Российской Федерации. Результаты опубликованы в журнале Environmental Science and Pollution Research. Эксперименты ученые проводили с кресс-салатом и кабачком. В них 1-метил-1Н-1,2,4-триазол надежно обнаруживался методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии с использованием стандартных библиотек масс-спектров. Несимметричный диметилгидразин – токсичное, канцерогенное и мутагенное вещество, которое применяется в качестве ракетного топлива. По словам исследователей, именно это вещество может служить одним из маркеров контакта растений с несимметричным диметилгидразином.
В окружающей среде несимметричный диметилгидразин трансформируется, порождая широкий спектр различных химических веществ, вступающих в реакции друг с другом. Разработка аналитических методов обнаружения несимметричного диметилгидразина и продуктов его трансформации в объектах окружающей среды — сложная, но важная задача.
Попав в почву, несимметричный диметилгидразин в зависимости от своей концентрации по-разному воздействует на растения. Концентрация один грамм на килограмм в почве может стимулировать рост, развитие и продуктивность растений и повышать морозостойкость. Однако концентрация 100 г/кг приводит к деградации и гибели растений.
«Хотя известно, что несимметричный диметилгидразин вызывает уменьшение всхожести семян и угнетение роста растений, сравнительно мало исследований посвящено механизму его окисления или путям трансформации в тканях растений, — рассказывает один из авторов работы, сотрудник лаборатории физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН Анастасия Карнаева. — Мы обнаружили, что 1-метил-1Н-1,2,4-триазол образовывался при всех концентрациях загрязняющих веществ за чрезвычайно короткий период. Его обнаружение совместно с другими продуктами трансформации может служить маркером воздействия токсиканта на окружающую среду».
Триазолы, в отличие от многих других продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина, являются высокостабильными химическими веществами. «Целью этого исследования было создание подхода in vitro для быстрого анализа растений с целью выявления маркеров воздействия, — продолжает Анастасия Карнаева. — Мы обнаружили, что некоторые вещества накапливаются в растениях даже при низких концентрациях несимметричного диметилгидразина. Исследование продуктов трансформации несимметричного диметилгидразина в растениях позволяет лучше понять процесс и точнее прогнозировать степень негативного воздействия на окружающую среду».
1-Метил-1Н-1,2,4-триазол также может свидетельствовать о загрязнении даминозидом — широко распространенным пестицидом, который используется в качестве регулятора роста растений. Его применяют для повышения декоративных качеств и продления периода цветения. При гидролизе даминозид может превращаться в диметилгидразин. В результате обработки даминозидом в растениях могут накапливаться несимметричный демитилгидразин и продукты его трансформации.
Другие продукты трансформации несимметричного диметилгидразина, обнаруженные в тканях растений (например, 1-формил-2,2-диметилгидразин и 1,3-диметил-1Н-1,2,4-триазол), в настоящее время не могут быть надежно идентифицированы с помощью стандартных библиотек масс-спектров. Для дополнительного подтверждения загрязнения несимметричным диметилгидразином ученые планируют изучать пути совместного обнаружения 1-метил-1Н-1,2,4-триазола и этих соединений.