Наночастицы быстро накапливаются в донных отложениях водно-болотных угодий

Исследователи из Университета Дьюка обнаружили, что наночастицы — однослойные углеродные нанотрубки — быстро накапливаются в донных отложениях экспериментальной модели водно-болотных угодий. Это может косвенно нанести вред водной пищевой цепи.

Учёные из Центра изучения экологических последствий нанотехнологий (CEINT) считают, что риск для людей, употребляющих воду с этими частицами, невелик. Однако, основываясь на предыдущих исследованиях, они предупреждают: накопление нанотрубок в осадке может в долгосрочной перспективе косвенно повредить водной пищевой цепи. Частицы могут выступать в роли «троянского коня», перенося другие вредные молекулы.

Результаты опубликованы в журнале Environmental Science: Nano.

Исследование проводилось на мезокосмах — небольших репликах водно-болотной среды, включающих почву, осадок, микроорганизмы, насекомых, растения и рыб. Эти «экосистемы в коробке» являются полузакрытыми. Хотя они не идеально воспроизводят природную среду, мезокосмы представляют собой разумный компромисс между лабораторией и реальным миром.

«Мезокосмы — гораздо более близкое приближение к естественным процессам, постоянно происходящим в окружающей среде», — отметил Ли Фергюсон, соавтор исследования.

Учёные вносили в мезокосмы однослойные углеродные нанотрубки и в течение года измеряли их концентрацию в воде, почве и живых организмах. Они обнаружили, что подавляющее большинство наночастиц быстро накапливалось в донных отложениях. Признаков накопления наночастиц в растениях, насекомых или рыбах обнаружено не было.

Хотя это хорошая новость для людей и животных, которые могут пить воду после потенциального загрязнения, накопление в осадке вызывает опасения для обитателей дна и животных, которые ими питаются. Предыдущие исследования показали, что углеродные нанотрубки разлагаются в природе очень медленно, если вообще разлагаются, а любые химические вещества, связавшиеся с ними, также не могут быть легко разложены.

«Эти наночастицы очень хорошо связываются с другими молекулами, включая многие известные органические загрязнители, — пояснил Фергюсон. — В сочетании с быстрым накоплением в осадке это может позволить проблемным химическим веществам задерживаться, вместо того чтобы разлагаться. Комплекс "наночастица-загрязнитель" может затем быть съеден организмами, обитающими в осадке, по принципу "троянского коня", что позволит адсорбированным загрязнителям накапливаться по пищевой цепи».

Следующий ключевой вопрос, над которым работают учёные, — могут ли эти загрязнители отделиться от углеродных нанотрубок в пищеварительной системе животных после проглатывания.