Ученые определили в подробностях, как наночастицы вредят океану

Международная группа токсикологов исследовала потенциальный вред, который входящие в состав пластиковых изделий и композитов углеродные и кремниевые наночастицы наносят окружающей среде. Выяснилось, что нанотрубки и нановолокна могут повреждать клетки микроскопических водорослей, которые важны для жизнедеятельности морских экосистем. Результаты исследования опубликованы в журнале Environmental Research.

«От 60 до 80% всего пластика и композитных материалов в мире, а также около 10% объемов пластика, производимого ежегодно, заканчивают свой путь в Мировом океане, где их разложение занимает несколько сотен лет, — рассказал один из авторов статьи Кирилл Голохваст из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ). — Все эти материалы, как правило, содержат в себе несколько видов наночастиц, добавленных для улучшения физических характеристик. Ожидается, что к 2020 году мировой рынок углеродных нанотрубок вырастет до 5,64 миллиардов долларов — более чем в два раза по сравнению с 2000 годом. Токсикологическое исследование морских микроводорослей имеет большое значение, поскольку они широко распространены и образуют основу пищевой цепи в океане».

Для экспериментов ученые использовали одноклеточные морские микроводоросли Heterosigma akashiwo, добытые в заливе Петра Великого Японского моря. Клетка этой водоросли имеет тонкую стенку, а значит больше других страдает от химического загрязнения. В результате исследователи пришли к выводу, что примеси углеродных и кремниевых наночастиц в воде начинают негативно воздействовать после того, как их концентрация достигает 100 мг/л. Ученые обнаружили это на третий день эксперимента, а хроническое отравление клеток наступило на седьмой. При этом кремниевые нанотрубки оказались гораздо токсичнее углеродных из-за того, что они меньше и гораздо более гидрофильны (то есть меньше отталкивают воду при контакте).

Ученые предполагают, что главной причиной гибели клеток водорослей послужило то, что наночастицы их повреждали механически. По сравнению с нанотрубками углеродные нановолокна были менее токсичны при концентрации 100 мг/л. Они не замедляли рост клеток водорослей, однако все равно провоцировали то, чтобы клетки деформировались. По мнению ученых, это произошло из-за того, что в их составе присутствуют примеси никеля.

«Мы знаем, что диаметр нанотрубок имеет решающее значение для их токсичности: чем меньше наночастицы, тем они токсичнее, — сотрудник ДВФУ и профессор Университета Крита (Греция) Аристидис Тсатсакис. — Таким образом, кремниевые нанотрубки более токсичны, чем углеродные. Но и соединения на основе углерода могут вызывать серию нейродегенеративных нарушений, главным образом, из-за накопления окислительного стресса и параллельного сокращения механизмов антиоксидантной защиты».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.