Геохимики провели комплексное исследование наночастиц тяжелых металлов в городской пыли
Ученые Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) обнаружили в городской пыли «невидимые» для традиционных методов анализа наночастицы, содержащие тяжелые металлы, и исследовали их свойства. По мнению авторов, 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 перемещения наночастиц в окружающей среде, а также оценки потенциальных рисков для здоровья людей.
Наночастицы отличаются высокой подвижностью в окружающей среде, легко проникают в живые организмы и способны накапливать различные вещества, в том числе токсичные. После проникновения в живой организм они могут преодолевать клеточный барьер и наносить необратимые повреждения клеточным структурам. Неблагоприятное воздействие наночастиц городской пыли может способствовать развитию различных заболеваний (сердечно-сосудистых, нервной системы, дыхательной системы и др.). Доказано, что наночастицы пыли стимулируют воспалительные эффекты в тканях легких человека. Таким образом, наночастицы городской пыли могут представлять серьезную опасность для здоровья людей. Тем не менее, данных об элементном составе и поведении в городской среде пока недостаточно.
Авторы провели комплексное исследование наночастиц, выделенных из образцов городской пыли, которые были отобраны на территории г. Красноярска. В исследуемых образцах городской пыли обнаружили Cr-, Cu-, Zn-, Sn-, Sb-, W-, Pb- и Bi- содержащие наночастицы, наибольшее содержание которых составило несколько миллионов наночастиц в 1 мг пыли, а наименьшее — десятки тысяч наночастиц на 1 мг пыли. Наибольшее содержания наночастиц тяжелых металлов были обнаружены в образцах пыли, отобранных в индустриальных районах города. Ученые определили три группы источников поступления наночастиц в городскую пыль: эрозия почв, различные антропогенные источники и тяжелое машиностроение.
«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 один из авторов исследования, старший научный сотрудник лаборатории геохимии наночастиц ГЕОХИ РАН, кандидат химических наук Александр Иванеев.
Исследователи отмечают, что примененный ими подход позволяет получить информацию о наночастицах тяжелых металлов, которые остаются «невидимыми» для традиционных методов анализа. Так, Sb- и Bi- содержащие наночастицы были обнаружены в 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.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России и РНФ.