Невидимые наночастицы тяжёлых металлов обнаружены в городской пыли
Сотрудники лаборатории геохимии наночастиц Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) обнаружили и исследовали «невидимые» наночастицы, содержащие тяжёлые металлы, в городской пыли.
Полученные результаты помогают заполнить пробелы в знаниях об элементном составе, подвижности и распределении наночастиц в городских экосистемах и открывают новые возможности для исследований поведения и транспорта наночастиц в окружающей среде, а также оценки потенциальных рисков для здоровья людей.
Наночастицы городской пыли могут представлять серьёзную опасность для здоровья людей. Наночастицы отличаются высокой подвижностью в окружающей среде, легко проникают в живые организмы и способны накапливать различные вещества, в том числе токсичные. Наночастицы после проникновения в живой организм могут преодолевать клеточный барьер и наносить необратимые повреждения клеточным структурам. Показано, что наночастицы пыли стимулируют воспалительные эффекты в тканях легких человека. Неблагоприятное воздействие наночастиц городской пыли на здоровье может способствовать развитию различных заболеваний (сердечно-сосудистых, нервной системы, дыхательной системы и др.). Тем не менее, данных об элементном составе и поведении наночастиц пыли в городской среде недостаточно.
Авторами проведено комплексное исследование наночастиц на примере представительного ряда образцов городской пыли, отобранных на территории Красноярска. Выявлено, что наночастицы сильно загрязнены W, Sb, Bi, Zn, Ni, Cu, P, Mo, Cr, Pb, S, Sn, Ag и Hg. Несмотря на высокую подвижность наночастиц в окружающей среде, было обнаружено их неравномерное пространственное распределение, которое зависит от местоположения источников загрязнения. Например, наиболее загрязненные наночастицы находились в индустриальных районах города. Кроме этого, выявлены три группы источников образования наночастиц: эрозия почв, различные антропогенные источники и тяжелое машиностроение.
Карта исследуемой территории Красноярска. Отмечены пять локаций, в которых обнаружены наиболее загрязнённые наночастицы. Коричневыми точками обозначены локации, где были обнаружены наночастицы с высоким уровнем загрязнения, красный — умеренный уровень загрязнения, жёлтый — низкий уровень загрязнения, зелёный — загрязнение отсутствует
В исследуемых образцах городской пыли обнаружены Cr-, Cu-, Zn-, Sn-, Sb-, W-, Pb- и Bi- содержащие наночастицы. Наибольшая концентрация обнаружена для наночастиц W (7,2·106 в 1 мг пыли), а минимальная концентрация была обнаружены для Bi (9,1·104 в 1 мг пыли). Показано, что поход к исследованию наночастиц, используемый в настоящей работе, позволяет получить информацию о наночастицах тяжёлых металлов, которые остаются «невидимыми» для традиционных методов анализа наночастиц. Например, Sb- и Bi- содержащие наночастицы были обнаружены в некоторых образцах пыли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в режиме анализа единичных частиц, при этом при использовании традиционных методов анализа содержание Sb и Bi находились ниже пределов обнаружения в этих же образцах.
«Таким образом, получены данные об элементном составе, подвижности и распределении наночастиц в городской среде. Результаты исследования открывают новые возможности для изучения поведения и транспорта наночастиц в окружающей среде, а также оценки потенциальных рисков для здоровья людей», — прокомментировал старший научный сотрудник лаборатории геохимии наночастиц ГЕОХИ РАН кандидат химических наук Александр Иванеев.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации и РНФ (проект № 22-13-00316-П). Результаты опубликованы в журнале Science of the Total Environment.
Источник: пресс-служба Минобрнауки РАН.
