Нанотрубки оказались исключительно токсичными
Фото: pikabu.ru
0 108

Нанотрубки оказались исключительно токсичными

Промышленным предприятиям необходимо задуматься о создании систем предупреждения их попадания в окружающую среду.

Исследователи из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с зарубежными коллегами установили, какой потенциальный вред окружающей среде могут нанести углеродные и кремниевые нанотрубки, а также углеродные нановолокна, входящие в состав целого ряда пластиковых изделий и композитов. В качестве модельного организма использовались микроскопические морские водоросли Heterosigma akashivo, широко представленные в водах, омывающих российский Дальний Восток. Оказалось, что даже в весьма небольших количествах нанотрубки обеспечивают острый и хронический токсический эффект. Соответствующая статья опубликована в Environmental Research.

В настоящее время использование углеродных нановолокон и нанотрубок быстро растет. Ожидается, что только для углеродных нанотрубок общий объем рынка к 2020 году превысит пять миллиардов долларов. Их, как и кремниевые нанотрубки, часто добавляют в композиты для повышения их твердости. Кроме того, в современной медицине нанотрубки предлагается использовать в качестве систем доставки лекарств в клетки организма человека.

Как отмечают исследователи, от 60 до 80 процентов всего пластика и композитных материалов в мире заканчивают свой путь в мировом океане, где их разложение занимает сотни лет. Все эти отходы часто содержат в себе несколько видов наночастиц, добавленных в них для улучшения потребительских характеристик. Поэтому авторы работы решили изучить, какое действие они оказывают на микроводоросли — основу пищевой пирамиды в океане.

Для нанотоксикологического исследования ученые выбрали одноклеточные морские микроводоросли Heterosigma akashiwo, добытые в заливе Петра Великого в Японском море. За критерий токсического воздействия примесей нанотрубок учеными было принято статистически значимое уменьшение числа клеток водорослей экспериментального образца морской воды в сравнении с контрольным, куда нанотрубки не добавляли.

Оказалось, что токсический эффект от примесей углеродных и кремниевых нанотрубок в воде возникает уже при их концентрации в 100 миллиграмм на литр воды. Иными словами, уже в пропорции 1 к 10 000 нанотрубки вызывали гибель клеток микроводорослей. Острый токсический эффект был выявлен уже на третий день эксперимента, а хроническое отравление клеток наступало на седьмой. При этом кремниевые нанотрубки оказались гораздо токсичнее углеродных по причине своего меньшего размера и гидрофильных характеристик.

Ученые предполагают, что главной причиной гибели клеток водорослей в ходе исследования послужило их механическое повреждение наночастицами, в результате которого целостность клеток была нарушена. Как отмечает один из соавторов статьи Аристидис Цацакис из Университета Крита: «Объем наноматериалов, присутствующих в нашей жизни, значительно увеличился в последнее время. Раньше в лабораториях получали образцы в количествах, измеряемых микрограммами. На сегодняшний день мы имеем многотонное производство пластмасс и композитов, содержащих в себе наночастицы, в частности, углеродные и кремниевые нанотрубки. Чем дальше, тем важнее понять, какая нагрузка на экологию может быть вызвана этими частицами. Мы знаем, что диаметр нанотрубок имеет решающее значение для их токсичности: чем меньше наночастицы, тем они токсичнее. Таким образом, кремниевые нанотрубки более токсичны, чем углеродные. Но и соединения на основе углерода могут вызывать серию нейродегенеративных нарушений, главным образом, по причине накопления окислительного стресса и параллельного сокращения механизмов антиоксидантной защиты».

Последние новости
Доступ будет открыт в честь празднования 100-летия института.…
Стоимость разработки составила 600 тыс. рублей.…
Отмечается, что ее установили на комплексе компании "Апатит" на Кольском полуострове.…