Подсластитель помог в мониторинге содержания мочи в бассейнах

Канадские ученые разработали метод скрининга уровня содержания мочи в плавательных бассейнах и гидромассажных ваннах, основанный на измерении концентрации распространенного подсластителя ацесульфама. Результаты работы опубликованы в журнале Environmental Science & Technology Letters.

Широко известно, что как профессиональные спортсмены, так и пловцы-любители систематически мочатся в воду бассейнов. Кроме того, небольшие количества мочи могут выделяться непроизвольно при прыжках в воду и интенсивном плавании. По оценкам, вода бассейнов содержит в среднем от 30 до 80 миллилитров этой биологической жидкости на каждого погрузившегося в нее человека. При этом азотсодержащие компоненты мочи, в первую очередь мочевина, реагируют с растворенными дезинфицирующими средствами с образованием побочных продуктов дезинфекции (ППД). Многие из них представляют собой летучие хлорсодержащие соединения (например, трихлорамин), которые придают воздуху бассейнов характерный хлористый запах и могут раздражать слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Потенциальный вред ППД для здоровья требует поиска простого и надежного маркера для скрининга содержания мочи в воде.

В поисках такого маркера сотрудники Университета Альберты остановились на подсластителе ацесульфаме калия (пищевой добавке E950), поскольку он широко распространен (большинство людей регулярно получают то или иное его количество с пищей и напитками), химически стабилен и выводится с мочой в неизменном виде. Обычно содержание этого вещества определяется методом преконцентрирования жидкостной хроматографией с последующей ионизацией в электроспрее, однако такой подход сложен и дорогостоящ.

Авторы работы разработали более простой, дешевый и быстрый аналитический метод, не требующий предварительного обогащения образцов, который основан на поведении высокопроизводительной жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии.

В течение четырех месяцев ученые собрали для анализа более 250 образцов воды из 31 бассейна (включая гидромассажные ванны и аквапарки) и более чем 90 образцов водопроводной воды из них же в двух канадских городах.

Ацесульфам был обнаружен во всех образцах воды из бассейнов. Его концентрация составила от 30 до 7110 нанограммов на литр — до 570 раз больше, чем в образцах воды из-под крана (от 6 до 15 нанограммов на литр; небольшие количества подсластителя со сточными водами попадают в питьевые водоемы). Уровень растворенного органического углерода в воде бассейнов также оказался выше, что свидетельствует о вкладе пловцов в повышение концентрации ацесульфама.

На основании выявленных концентраций и среднего содержания подсластителя в моче канадцев (2360 нанограммов на миллилитр) исследователи определили среднее общее содержание мочи в двух бассейнах объемом 416 и 833 тысячи литров (образцы собирали в течение трех недель). Оно составило примерно 30 литров для первого бассейна и 75 литров для второго, что соответствует 72 и 90 микролитрам мочи на литр воды.

«Наше исследование ясно демонстрирует воздействие человека на бассейны и ванны. Эта работа имеет значение для последующего изучения вклада людей в образование ППД, а также эпидемиологических оценок контакта с этими веществами в бассейнах и возможных негативных последствий для здоровья», — пишут авторы.

Современные методы точного химического анализа позволяют распознавать ультрамалые концентрации растворенных в воде веществ, что дает широкие возможности для их мониторинга в различных водных средах. Так, недавно австралийские ученые провели методом спектрометрии городских сточных вод четырехлетний анализ динамики потребления психоактивных веществ жителями Аделаиды. Аналогичный анализ с последующими лабораторными экспериментами показал, что концентрация амфетамина в сточных водах Балтимора, штат Мэриленд, представляет опасность для окружающей среды.

Олег Лищук