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"