Минералогический анализ наночастиц пыли населенных пунктов говорит о состоянии экологии

Практически, во всех исследованиях экологического плана делается акцент на химии окружающей среды или на так называемой `Экологической геохимии` и, не обращается внимание на минеральную форму нахождения большинства химических элементов в аэрозольных составах.  Ученые узбекского Национального университета им. Мирзо Улугбека задались целью разработки новых методов мониторинга окружающей среды промышленных центров, на основе изучения нанокристаллических структур в экологических системах. Проще говоря, изучали пыль, витающую в атмосфере городов. Руководитель темы: кандидат геол.- м.н., доцент Юсупов Р.Г. В настоящее время по материалам исследования подготовлен отчет, с которым мне дали ознакомиться.

В ходе научной работы учеными был собран и проанализирован фактический полевой материал мониторинга окружающей среды Ташкента, Алмалыка, включая прилегающие загородные территории и АГМК, а также рассмотрена литература по проблемам нанотехнологий, наноминералогии и наногеохимии. Аэрозольные сборы материалов городов изучались на современном оборудовании. Фактический материал собирался в 2006,2007 и 2007-2008 гг, представляет собой тонкодисперсный пылеватый субстрат с привязкой к местности и описанием территорий промышленных центров.

В промышленных зонах Ташкента, Чирчика, Ахангарана, Алмалыка, Бекабада, Навои и других городов Узбекистана интенсификация техногенных процессов сопровождается все возрастающим воздействием на окружающую среду и на здоровье человека. Во времена СССР Алмалык так и называли: "город медленной смерти".

В результате загрязнения окружающей среды происходит накопление отходов промышленного производства, которые оказывают влияние на аэрозольный минеральный состав атмосферы, возрастают в составах аэрозолей антигенные загрязнители, усиливается значимость токсикантов, раннее не участвовавших в формировании их (аэрозольных) составляющих. В результате падает экологическая комфортность проживания населения в промышленных зонах региона, а атмосферная миграция отходов техногенных процессов постепенно приобретает глобальный-общенациональный и, даже, мировой характер распространения. Ведь, чем мельче частицы пыли, тем больше вероятность, что они будут разнесены очень далеко, можно сказать, на разные континенты планеты.

Современные экологические исследования и представления  рассматривают «элементы-токсиканты» как основные факторы нарушения экологического благополучия территорий акцентрируя внимание исключительно на сопутствующий компонентный состав химических элементов и процессы в окружающей среде. Полезность таких исследований связывается с комплектованием банка данных по химии антигенных загрязнителей, ПДК (предельно допустимые концентрации химических веществ), установлением ряда химических элементов (Al, Pb, Cd, Hg, Sb, As, Tl, Zn и др.) в качестве опасных загрязнителей (токсикантов) окружающей среды.

В проведенных учеными исследованиях сделана попытка исследовать минеральные «механические» составляющие аэрозольных включений, изучить методологию современных исследований наноструктур и нанотехнологий, использовать данные для разработки методик эффективного мониторинга окружающей среды крупных промышленных центров.

Следует иметь в виду, что современная хозяйственная деятельность человека оказывает беспрецедентные техногенные нагрузки на окружающую среду, возрастает опасность воздействия на здоровье и благополучие жителей промышленных городов. Поэтому постановка региональных и глобальных экологических исследовании призвана разрабатывать методики по объективному мониторингу окружающей среды промышленных центров с учетом их как основных источников загрязнителей (токсикантов).

Понимание экологической роли и значимости источников загрезнений окружающей среды промышленных предприятий не всегда позволяет связывать с концентрацией какого-либо химического компонента. Химический элемент как сорт атомов, не обладает свойствами токсического воздействия. Токсичность характерна для форм их нахождения (самородные, сульфидные, хлорофильные, элементо- и металлоорганические и др.), находящихся в определенных концентрациях. В экологических системах (атмосфера, почвы, воды и др.) токсичность проявляют не элементы, а их соединения, нередко, находящиеся в минеральной форме нанометровых размерностей.

Факторы выветривания и дезинтеграции горных пород, руд и минералов, включая городские здания и сооружения, которые будучи в «безобидном» состоянии пребывания формируют микро- и наноминеральные обособления в экологических системах, влияние которых на окружающую среду и здоровье человека пока остаются практически малоизученными.

Исследователей интересовал экологический мониторинг окружающей среды - способ получения объективной информации, прежде всего, для получения информации об антигенных минеральных загрязнителях и сопутствующих грибковых заболеваниях, преимущественно, обусловленных грибами класса Ascomycetes. Грибы класса Ascomycetes будучи в естественных условиях в т.н. «диком состоянии» обнаруживают высокую приспособительскую устойчивость к экологическим изменениям среды обитания, прибывая как сапрофиты в почве, древесине, отмирающих растениях и др., а также паразитируя на человеке. В связи с экологическими факторами происходит морфобиологические изменения грибов, усиливается их патогенность и сопутствующие упорно текущие микозы.

Во всем мире в связи с неблагопрятной экологией наблюдается рост грибковых заболеваний, обусловленных грибами класса Ascomycetes, из них грибы рода Candida представляют наиболее грозные и опасные возбудители заболеваний. При попадании и развитии грибков в крови летальность может достигать 25-60 %, а с присоединением эндофтальмита - до 80 %.

К исследованиям ученых подтолкнуло то, что пока не совсем ясен, механизм воздействия антигенных наночастиц на окружающую среду и человека, их поведение в различных экологических системах, механизм формирования и взаимоотношения с распространением грибов класса Ascomycetes и грибковыми заболеваниями:  кандидозы, аспергиллезы, мицетомы, гистоплазмозы и др.

Видимо, результаты исследований наноминеральных антигенных загрязнителей, негативное воздействие промышленных предприятий на человека и среду его обитания следует рассматривать как основу стратегии разработки исследований санитарно-гигиенического мониторинга окружающей среды.

В отчете ученые пришли к следующим выводам:

1. Окружающая среда промышленных центров (Ташкент, Алмалык, Ахангаран, Ангрен) и рост сопутствующих техногенных процессов оказывают все возрастающее воздействие на человека, животно- и растительный мир.

В формировании антигенных минеральных и геохимических загрязнителей окружающей среды на территории Ташкент – Ангрен -Алмалыкской промышленной зоны намечается участие более 70-ти химических элементов, представляющие рудные и нерудные (благороднометальные, цветные, редкие, редкоземельные и радиоактивные) компоненты.

2. Антигенные загрязнители, их макро- и микроструктурные формы нахождения изучены в окружающей среды Ташкента, Алмалыка и АГМК. Их наноструктурные компоненты проявились как биологически активные, а стало быть, не только как экологические загрязнители окружающей среды, но и факторы сопутствующие биоэлементозам с фунциональными и органическими нарушениями организма человека.

3. Выявлены источники формирования и распространения антигенных загрязнителей:  геолого- и геохимические, биологические, антропогеновые и космогенные факторы и процессы; проведена систематика наноструктурных компонентов экологических систем промышленных центров (Ташкент, Алмалык, Ахангаран и др.).

Геохимические (геологические) факторы благоприятствуют формированию наноструктур Si, Al, Ca, K, P, S, Fe, Mn и др.; биологические - C, S, P, K, Si; антропогенные – Si, Al, Ca, C, S, P, Fe, Mn, As, Hg, Sb, Au, Pt (металлы платиновой группы), Bi, Pb, Cu, Zn, Mo, Ti, Cr, U, Th, F, CI, Br и др.; космогенные – Si, Fe, Ti, C, Be и др.

4. Тонкодисперсная (пылеватая) масса аэрозольного материала атмосферы представлена минеральными компонентами из  наноструктур Si, Al, Fe, Mn, P, F, CI, Cu, Pb, Zn, Cd и др.

В промышленных зонах тонкодисперсная и наноструктурная фракция почв рассматривается источником Si, Al, Ca, K, S, P, Fe, Mn, Cu, As, Hg, Sb и др., часть из которых Al, Cu, F, CI, Hg, As и др., представляя категорию антиген-токсикантов и они рассматриваются как неблагоприятные компоненты воздействующие на живой организм.

Геолого- и геохимические источники загрязнителей окружающей среды промышленных центров выделяются чрезвычайно большим многообразием загрязнителей, геохимическую специфику которых определяют с Si, Al, Ca, C, S, P, Fe, Mn, F, Cl и др., а их минеральные формы находятся, в зависимости от среды, от мелко-, средне- и крупнообломочных до тонкодисперсных и наноструктурных размерностей.

Биологические источники загрязнителей (C, S, P, K, Si, Fe, и др.) также представлены в общем круговороте и сочетаются с антропогеновыми (техногенными) – Si, Al, Ca, C, S, P, Fe, Mn, As, Hg, Sb, Au, Ag, Cu, Zn и др., космогенными – Fe, Si, Ti, C, N, Be и другими процессами экологической обстановки территорий.

 5. Экологическая обстановка природных территорий, отдаленных от промышленных центров, на антигенные загрязнители наноструктурной размерности недостаточно полно изученны, хотя над отдельными ледниками Срединного Тянь-Шаня (первал Арашан, Чаткало-Кураминский регион) в минеральных компонентах аэрозолей устанавливаются S, Cl, Ca, Fe, Cu, Zn, Pb, Sr, Sb, Ag, Lа и Се содержищие их наноструктурные формы.

6. В аэрозольном материале атмосферы промышленных центров (Ташкент и др.) присутствуют комплекс литофильных, сидерофильных и халькофильных элементов, минеральная форма которых в наноструктуном состоянии распространения составляет: разновидности диоксида кремния, полевошпатовые и слюдистые наночастицы, глинистые минералы, карбонаты Ca, Mg, возможно, и Fe, при характерном обилии распространения гашеной извести - Ca(OH)2, самородных элементов (Cu, Fe – феррит и др.), иоцита, когенита и др. (солей, оксидных и сульфидных форм нахождения и др.).

7. Промышленные комплексы Ташкентской области рассматриваются как источники загрязнений и более высоким уровнем загрязнения окружающей среды окислами азота, цветными и редкими металлами. Основными источниками загрязнений являются пылевые и газо- дымовые выбросы добывающих и переработывающих предприятий, включая рассев рудного материала при транспортировке и дефляции хвостов и стволов.

8. Экологический фактор окружающей среды промышленных центров Ташкента и Ташкентской области прямо или с посредственно воздействует на здоровье человека, провоцирует функциональные и органические нарушения организма, включая, сопутствующие биоэлементозы. Подсчеты обследований (НИИ ДИВ МЗ РУз, профессор Ш.З. Мавлянова, Ш.А. Тиллавердиев и др.) физического состояния организма населения промышленных зон Ташкента и Ташкентской области позволяют заявить о более широкой распространенности заболеваний, связанных с кандидозной инвазией организма. Отсюда возникает необходимость принятия мер по разработке мероприятий по экологическому благополучию воздушной среды промышленных центров территории республики.

Андрей Нечмирёв, специально для "Каталог минералов.ru"

21.12.2024

Выявлено влияние дождей на поглощение углерода океаном

Ученые выяснили, что дождевые осадки повышают поглощение углерода океаном из атмосферы на 5-7% за счет захвата его каплями из воздуха, создания турбулентности при соприкосновении их с поверхностью воды и разбавления поверхностного слоя. »»»

17.12.2024

Предполагается рекордное потепление в следующем году

Климатические данные свидетельствуют о том, что в следующем году впервые будет превышена критическая отметка потепления, установленная Парижским соглашением. Однако WMO считает, что это кратковременная ситуация, вызванная стечением климатических факторов. Тем не менее негативные тенденции сохраняются, т. к. глобальных усилий недостаточно для их изменения. »»»

17.12.2024

Установлено интенсивное потепление после последнего глобального оледенения

Ученые подтвердили гипотезу plumeworld, предполагающую, что последнее глобальное оледенение резко сменилось интенсивным потеплением, сопровождавшимся масштабным поступлением талых вод от континентальных ледников в океан и рассеиванием их по его поверхности. »»»

14.12.2024

В лавовых трубках обнаружены свидетельства жизни

В сульфатах лавовых трубок Канарских островов ученые обнаружили органические соединения, связанные с микробиологической активностью. Это свидетельствует о возможности существования экосистем в таких структурах и может быть использовано при поисках жизни на других планетах. »»»

13.12.2024

Раскрыт ход Мессинского пика солености

На основе анализа изотопов хлора из соли средиземноморского дна ученые выяснили, что Мессинский пик солености произошел в 2 фазы. Первая была связана с прекращением сообщения между Средиземным морем и Атлантическим океаном, вторая – с последующим интенсивным испарением. Причем снижение уровня воды происходило независимо в восточной и западной котловинах бассейна. »»»