ISSN 2074-9414 (Print),
ISSN 2313-1748 (Online)

Изучение изотопного и химического состава глубинной воды озера Байкал

Аннотация
Введение. Глубинная вода озера Байкал из-за своего природного состава может разливаться в бутылки без применения консервантов. Развитие крупномасштабного производства упакованной байкальской воды требует ее детального изучения для защиты от контрафакта и фальсификата. Цель работы – изучение изотопного и химического состава глубинной воды озера Байкал для разработки идентификационных показателей.
Объекты и методы исследования. Глубинные воды озера Байкал, отобранные в различных точках, вода реки Ангара и водопроводная вода г. Иркутска и г. Шелехова. Аналитические исследования проводились на квадрупольном ИСП-МС масс-спектрометре и изотопном масс-спектрометре Delta V Plus с модулем GasBench II.
Результаты и их обсуждение. Все исследованные образцы воды относятся к пресным водам с незначительной минерализацией. По концентрации химических элементов, входящих в солевой состав, глубинные воды отличались низким содержанием натрия и хлоридов, а также высоким содержанием кремния. Из металлов, нормированных по органолептическому признаку вредности, в исследованных пробах глубинных вод обнаружены железо, марганец, медь и цинк. В водопроводной воде городов Иркутск и Шелехов эти показатели были выше. Анализ изотопных характеристик исследуемых образцов показал, что по средним значениям глубинная вода озера Байкал была «легче» как по соотношению изотопов кислорода (δ18O – на 0,73 ‰), так и водорода (δD – на 0,49 ‰) по сравнению с изотопными характеристиками реки Ангара. Водопроводная вода г. Иркутск и г. Шелехов характеризовалась высоким содержанием дейтерия. По содержанию изотопов кислорода (δ18O) водопроводная вода близка к образцам из р. Ангара.
Выводы. В результате проведенной работы расширен перечень идентификационных показателей и установлена возможность идентификации глубинной воды озера Байкал на основе комплексного физико-химического и изотопного анализа.
Ключевые слова
Фальсификат, идентификация, упакованная вода, масс-спектрометр, элементы, металлы, изотопы, дейтерий, кислород
ФИНАНСИРОВАНИЕ
Работа выполнена на базе Всероссийского научно-исследовательского института пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности (ВНИИПБиВП) и Лимнологического института Сибирского отделения РАН (ЛИН СО РАН).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
  1. Preparation and assessment of a candidate reference sample of Lake Baikal deep water / A. N. Suturin [et al.] // Spectrochimica Acta – Part B Atomic Spectroscopy. 2003. Vol. 58. № 2. P. 277–288. https://doi.org/10.1016/S0584-8547(02)00157-X.
  2. Глубинная вода озера Байкал – природный стандарт пресной воды / М. А. Грачев [и др.] // Химия в интересах устойчивого развития. 2004. Т. 12. № 4. С. 417–429.
  3. Определение микроэлементов в Байкальской воде методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой / В. Н. Эпов [и др.] // Аналитическая химия. 1999. Т. 54. № 11. С. 1170–1175.
  4. Сезонные изменения вертикальной структуры водной толщи пелагиали южного Байкала / В. В. Блинов [и др.] // Водные ресурсы. 2017. Т. 44. № 3. С. 285–295. https://doi.org/10.7868/S0321059617030051 .
  5. Овчинникова Т. Э., Бочаров О. Б. Численное моделирование водообменных процессов в озере Байкал // Водные ресурсы. 2017. Т. 44. № 3. С. 322–331. https://doi.org/10.7868/S0321059617030154.
  6. The cyclicity in the changes in the chemical composition of the water source of the Angara River (Baikal Stock) in 2017–2018 in comparison with the last 20 years of data / V. I. Grebenshchikova [et al.] // Environmental Monitoring and Assessment. 2019. Vol. 191. № 12. https://doi.org/10.1007/s10661-019-7888-z.
  7. Многолетний геохимический мониторинг истока р. Ангара (сток оз. Байкал) / В. И. Гребенщикова [и др.] // Доклады Академии наук. 2018. Т. 480. № 4. С. 449–454. https://doi.org/10.7868/S0869565218160144.
  8. Ионный состав воды озера Байкал, его притоков и истока реки Ангара в современный период / В. М. Домышева [и др.] // Метеорология и гидрология. 2019. № 10. С. 77–86.
  9. О химическом составе воды в малых притоках и прибрежной зоне озера Байкал в период экологического кризиса / В. В. Тахтеев [и др.] // Водные ресурсы. 2020. Т. 47. № 3. С. 291–301. https://doi.org/10.31857/S0321059620030177.
  10. Семенов М. Ю. Показатели условий формирования химического состава речных вод в бассейне озера Байкал // География и природные ресурсы. 2017. № 4. С. 170–179. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2017-4(170-179).
  11. Семенов М. Ю., Семенов Ю. М., Силаев А. В. Исследование происхождения микроэлементов в речных водах западного побережья озера Байкал // Естественные и технические науки. 2021. Т. 152. № 1. С. 76–81. https://doi.org/10.25633/ETN.2021.01.10.
  12. Воробьева И. Б., Власова Н. В. Качество поверхностных и подземных вод населенных пунктов юго-западного побережья озера Байкал // Природа Внутренней Азии. 2018. Т. 8. № 3. С. 38–50.
  13. Современное состояние вод р. Селенги на территории России по главным компонентам и следовым элементам / Е. П. Чебыкин [и др.] // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. Т. 20. № 5. С. 613–631.
  14. Consideration on stable isotopic determination in Romanian wines / M. Niculaua [et al.] // Isotopes in Environmental and Health Studies. 2012. Vol. 48. № 2. P. 25–31.
  15. H, C, N and S stable isotopes and mineral profiles to objectively guarantee the authenticity of grated hard cheeses / F. Camin [et al.] // Analytica Chimica Acta. 2012. Vol. 711. P. 54–59. https://doi.org/10.1016/j.aca.2011.10.047.
  16. Исследование отношений изотопов углерода, кислорода и водорода этанола фруктовых вин / Л. А. Оганесянц [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4. С. 717–725. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-4-717-725.
  17. Elemental profile and oxygen isotope ratio (δ18O) for verifying the geographical origin of Chinese wines / S. Fan [et al.] // Journal of Food and Drug Analysis. 2018. Vol. 26. № 3. P. 1033–1044. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2017.12.009.
  18. Oerter E., Singleton M., Davisson L. Hydrogen and oxygen stable isotope signatures of goethite hydration waters by thermogravimetry-enabled laser spectroscopy // Chemical Geology. 2017. Vol. 475. P. 14–23. https://doi.org/10.1016/J.CHEMGEO.2017.10.025.
  19. Оценка влияния методов водоподготовки на изотопные характеристики упакованных вод / E. M. Севостьянова [и др.] // Пиво и напитки. 2020. № 2. С. 20–23. https://doi.org/10.24411/2072-9650-2020-10014.
  20. Tracing groundwater circulation in a valuable mineral water basin with geochemical and isotopic tools: the case of FERRARELLE, Riardo basin, Southern Italy / E. Sacchi [et al.] // Environmental Geochemistry and Health. 2021. https://doi.org/10.1007/S10653-021-0.0845-X.
  21. Jean-Baptiste J., Le Gal La Salle C., Verdoux P. Water stable isotopes and volumetric discharge rates to monitor the Rhône water's seasonal origin // Heliyon. 2020. Vol. 6. № 7. https://doi.org/10.1016/J.HELIYON.2020.E04376.
  22. Hageman R., Niff G., Roth E. Absolute isotopic scale for deuterium analysis of natural waters. Absolute D/H ratio for SMOW // Telles. 1970. Vol. 22. № 6. P. 712–715. https://doi.org/10.3402/tellusa.v22i6.10278.
  23. Изотопный состав природных вод Дальнего Востока России / Н. А. Харитонова [и др.] // Тихоокеанская геология. 2012. Т. 31. № 2. С. 75–86.
  24. Seal R. R., Shauks W. C. Oxygen and hydrogen isotope systematics of Lake Baikal, Siberia: Implications for paleoclimate studies // Limnology and Oceanography. 1998. Vol. 43. № 6. P. 1251–1261. https://doi.org/10.4319/lo.1998.43.6.1251.
Как цитировать?
Изучение изотопного и химического состава глубинной воды озера Байкал / Л. А. Оганесянц [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 4. С. 723–732. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021- 4-723-732.
О журнале