Общество. 13 июля, 10:05
Кирилл Голохваст, проректор по научной работе Дальневосточного федерального университета. Фото: ИА PrimaMedia
Наш университет

Кирилл Голохваст: Современные города – источник огромного количества опасных наночастиц

Проректор по научной работе ДВФУ - о негативном воздействии наноматериалов на человека и о том, что с этим делать

13 июля, PrimaMedia. Опасность для здоровья людей наночастиц и мелкодисперсной пыли стала серьезным аргументом в развернувшейся сегодня дискуссии о качестве городской среды во Владивостоке. Сторонники необходимости всерьез озаботиться безопасностью атмосферного воздуха в краевом центре отмечают, что зачастую масштабы вреда, наносимого бесконтрольным насыщением атмосферы наночастицами, могут быть куда больше, чем от привычного смога, "генерируемого" автотранспортом или же сжиганием мусора "Спецзаводом №1". За разъяснениями по поводу того, чем же так опасны наночастицы и мелкодисперсная пыль и откуда они берутся, редакция ИА PrimaMedia обратилась к Кириллу Голохвасту – проректору ДВФУ по научной работе, доктору биологических наук, профессору РАН, признанному эксперту в области влияния на человеческий организм различных атмосферных взвесей.

Справка: ГОЛОХВАСТ Кирилл Сергеевич — российский ученый, известный специалист в области экологии и токсикологии. В 2003 году с отличием окончил Амурскую государственную медицинскую академию по специальности "Лечебное дело". В 2006 году окончил аспирантуру и защитил кандидатскую диссертацию. В 2008-2011 годах обучался в докторантуре Дальневосточного государственного университета, в 2014 году защитил докторскую диссертацию, посвященную мониторингу загрязнения микро— и наночастицами атмосферы городов и влиянию этих взвесей на организмы. Автор более 280 статей в журналах из списка Высшей аттестационной комиссии, 101 статей в изданиях баз Scopus и WoS, 23 патентов РФ, пяти монографий, пяти учебных пособий. Основные работы посвящены исследованиям негативного действия наноматериалов на организм человека.

Наночастицы – частицы размером от 1-го до 100 нанометров. Мелкодисперсная пыль (РМ2.5) — воздушный загрязнитель, в состав которого входят твердые нано— и микрочастицы и мельчайшие капельки жидкостей, те и другие размером до 2,5 микрометров.

— Кирилл Сергеевич, складывается впечатление, что опасные для здоровья наночастицы, мелкодисперсная пыль, которые сегодня у всех на слуху, появились в атмосфере и дискуссионном пространстве как-то вдруг, внезапно. Неужели раньше этой угрозы не было?

— Начну издалека и с известной долей допущений, потому что я не космолог и не астрофизик. Планета Земля была окутана мелкой минеральной пылью всегда. Метеориты, извержения вулканов и многое другое. Если отправиться "в уме" в начало времени, то стоит предположить, что нынешняя Вселенная (имеется в виду видимая часть материального плана) была создана из наночастиц. Как мы к этой мысли можем прийти? Допустим, что теория Большого взрыва верна. Согласно этой теории, сначала была маленькая перегретая точка с запредельными Планковскими характеристиками. Потом, когда все, как считается, взорвалось, разлетелось, начали пролетать эпохи разных видов плазм (андронной, глюонной и других). Все это протекало до эры реионизации, которой предшествовали "темные века", когда не было звезд. И где-то 800 млн лет назад (да простят меня космологи за возможные неточности) стало появляться вещество почти в том виде, к которому мы привыкли. Зародились первые звезды, потом они умирали и из их осколков "создавались" новые звезды, и, в конечном итоге, планеты. Так вот, можно считать — с известной долей допущения — что первый "твердый" строительный материал Вселенной состоял из наночастиц.

То есть наночастицы во Вселенной были всегда. И когда жизнь начала возникать на Земле, живые клетки контактировали с минералами и частицами каких-то отдельных и упорядоченных видов. Это были алюмосиликаты, силикаты, углерод в составе сажи или пеплов. Это какое-то счетное число типов. Например, на Земле сейчас около 4,5 тысяч видов минералов. За миллионы лет клетки привыкли к ним и запомнили: от этого бежать, это – выплевывать, и так далее. И вот мы, люди, развились и начала сами производить наночастицы и наноматериалы, а сейчас еще и метаматериалы. Ведь до нас не было никогда в атмосфере столько частиц металлов и их оксидов. Никогда не было синтетики. А клетки не знают, что делать с синтетикой. Они переварить их не могут, нет таких ферментов. Они такие частицы либо складируют, либо у них "сносит крышу".

То есть когда клетка не может отреагировать на частицу нормально, привычно, у нее начинается сбой. У нее, если можно выразиться, клеточный "экологический" стресс на непонятное микроокружение.

Давайте рассмотрим на уровне клеток-макрофагов, которые у нас находятся в легких (макрофаги — клетки в организме животных и человека, способные к активному захвату и перевариванию бактерий, остатков погибших клеток и других чужеродных или токсичных для организма частиц). Когда мы дышим, у нас есть специальные защитники в легких – альвеолярные макрофаги, которые "едят" бактерии, вирусы и грибы, залетающие в легкие, "ударяя" их кислородным взрывом и поедая остатки.

А когда клетка видит, что кого-то съесть не может, она просто пытается это инкапсулировать, упаковать в плотную оболочку. А есть еще в иммунной системе дендритные клетки, лимфоциты, базофилы и другие клетки, которые, получая непонятные сигналы от макрофагов как первой линии обороны, тоже отвечают неправильно.

И вот XXI век – это век аллергий и астм. Это — "недопонимание" со стороны иммунной системы того потока новых материалов, которые мы производим и производим.

— То есть на клеточном уровне человек безнадежно отстал от того качества атмосферы, к которому сам же руку и приложил?

— Мы "переусложнили" природу. Нормально раньше жили, а теперь правила изменились, но мы не можем настолько быстро меняться. Иммунная система достаточно ортодоксальна.

— Зато можно же как-то минимизировать вред, уменьшить количество выбросов?

— Сейчас все виды производств не очищают выбросы полностью на 100%, просто не существует таких технологий. И неважно, мусоросжигательный это завод или ТЭЦ, хоть на мазуте, хоть на газе – все равно в воздух выбрасываются недогоревшие элементы. Как говорил Гиппократ, все есть яд, и все есть лекарство — дело в дозе. Нами опубликованы работы и про загрязнения цементом Спасска-Дальнего, и про уголь в Посьете и Находке, про Дальнегорск и загрязнения минеральными частицами… Проблема номер один больших городов – это то количество взвешенных в воздухе техногенных частиц, которые наши клетки "не узнают", они чужеродны для нас.

Мы продолжаем усложнять нашу природу. У геологов есть список долей элементов по Ферсману и Виноградову, которые находятся в коре земли, и частицы этих всегда элементов летали в приземном облаке атмосферы. Это — алюминий, кремний, кислород, этих элементов больше всего в коре земли в процентном соотношении. А если вы возьмете современную взвесь городскую, проведете анализ, то там другие три элемента наверху графика, и вообще первая "десятка" элементов по-другому выглядит. То есть мы меняем вокруг себя геохимическую среду. И она сама не может на нас не влиять.

— Что в современном городе "пылит" наночастицами больше всего?

— Если говорить про опасность, то на первом месте – автомобили, и тут без вариантов. В 2015 году у нас вышла статья в журнале Environmental Research, где мы доказали, что новые, стендовые автомобили, взятые в автосалоне Владивостока, по выбросу наночастиц ничем не отличаются от авто с 20-летним пробегом. По газовой эмиссии мы не смотрели, возможно, "Евро-5" и "Евро-6" как-то лучше, там катализаторы другого поколения. Но выброс именно прогоревшего топлива — а это масла, присадки в масла, топливо, присадки в топливо, катализаторы, из которых "выбиваются" драгоценные металлы — все это летит в атмосферу.

Автобусы и грузовики, понятное дело, являются производителями более крупных частиц сажи, их больше в объеме. Здесь надо объяснить: сажа – это когда все догорело, а пепел – это когда не все догорело, соответственно, сажа – обычно нанодисперсная, а пепел – обычно микродисперсный. Опаснее – сажа. У этих двух компонентов есть "намазанные", как масло на хлеб, металлы, которые вылетают из присадок, из масла и всего остального. А сверху нанизаны на них полиароматические углеводороды, , например, бензопирен, нафталин и все остальное.

Еще источник — стирание шин. Микрочастицы резины летят, особенно когда "дрифтуют". Это тоже источник наночастиц сажи, резины, асфальта.

И эти твердые частицы, вылетающие из автомобиля, никем не мониторятся. Между тем у нас официально этим занимается ГИБДД, на которую возложена функция контроля за экологическим состоянием автомобиля. Надо ужесточить контроль, а то мы и дальше будем наблюдать увеличение количества болезней.

Получается "вилка". Чем больше растет благосостояние людей, тем больше — количество машин, тем больше предприятий и магазинов открывается, которые перевозят сырье и товары. Заболеваемость начинает увеличиваться, и возникает точка, когда уже дальше развиваться смысла нет, поскольку чем больше мы болеем, тем меньше работаем.

Крупные города в мире пытаются как-то регламентировать эти процессы. В Китае и некоторых странах – "четные" и "нечетные" номера автотранспорта. Понедельник, вторник, среда – "четные" номера въезжают в город, в другие дни – "нечетные". В Сингапуре есть постоянные и временные номера на машины. Ты можешь купить "синие" номера, которые дают право ездить только на выходных и на праздники, зато с такими номерами не платишь налог на авто, а он там существенный. В Амстердаме – культ велосипедов. В Москве есть стоянки "перехвата", когда вы из пригорода едете, оставляете на стоянке машину и идете в метро. И такие истории срабатывают.

— Кроме транспорта с двигателями внутреннего сгорания, что еще "снабжает" города наночастицами?

— В городской среде наночастицы также поставляют производственные процессы. Резка, рубка, сверление, любые ударные воздействия. Есть такое понятие – импактные частицы. Например, когда метеорит бьет в землю, микронаночастицы разлетаются в разные стороны. То же самое происходит и на ГОКах. Мы вот в заповеднике Бастак в Биробиджане в пяти пробах из четырех ловим наночастицы в 200-300 нанометров. Смотрим в микроскоп – это минерал. Откуда? Смотрим по карте, на северо-западе – ГОК. Спрашиваем, были ли у них взрывы, допустим, 5-6 числа? Были. Они взрывали породы, и мы их "поймали" в заповеднике.

В процессе нашей работы по одному из грантов были выявлены технологические процессы, которые являются источником наночастиц. Это — сварка, гальваническое производство и многие строительные манипуляции в виде резки металлов. Место вокруг завода, где есть гальваническое предприятие, где есть крупные сварочные процессы — это источник наночастиц. Сварщик – страшная профессия. У них часто встречаются новообразования дыхательных путей: рак носоглотки, дыхательных путей, они же постоянно дышат этой взвесью. Можно респираторы надевать, и я многим начальникам это говорил. Ответ — стандартный: "Это же удорожание процесса, это ты сейчас все предприятия подставляешь!". Это по сварке. По гальванике — тоже печаль. Вот ванна, окунаем железяку в соли хрома. Все это время эта штука "пылит". И этим дышат.

— А что вы думаете по поводу того, что в жилой застройке Владивостока "Спецзаводе №1" в промышленных масштабах сжигают мусор?

— Лучше не сжигать, лучше перерабатывать. В идеале — новые способы переработки, разделение мусора: что-то закопаем, а что-то — используем вторично. Органику же можно переработать, стекло можно использовать как наполнитель к бетону. Есть технологии по металлам, существуют микробные варианты, есть несколько видов бактерий, которые с удовольствием "лопают" металл. Это не быстрый процесс, но он есть. Если же мы говорим именно о мусоросжигательном предприятии, то ставьте нормальные системы фильтрации, вентиляции, эти все системы существуют.

— Как мы понимаем, на официальном уровне наличие вредоносных наночастиц в атмосфере городов у нас никак не мониторится?

— Официальных стандартов, правил для минимизации этого вреда в России пока нет. И для меня самое главное – чтобы эта информация была побольше озвучена, чтобы она когда-то "стрельнула". Конечно, нельзя давить на промышленность, тогда мы потеряем больше. Но потихоньку хотя бы нужно начинать думать. И новые стандарты, которые разрабатывают, вроде двигаются в этом направлении. Из Кемерово мне коллеги рассказали, что провели через комиссии несколько стандартов по угольным производствам. Они отработали нормативы по компаниям, которые работают с углем, заставили их раскошеливаться на очистные, чтобы люди не дышали этим.

Проблем много. Я понимаю, что у государства большие трудности, но в долгосрочной перспективе на это стоит обратить внимание. Я об этом рассказываю уже несколько лет. Надеюсь, когда-то моя "капелька" переполнит "чашку".

Нельзя тормозить экономику, потому что у нас и так не все хорошо. И нельзя убивать людей, иначе кто работать будет? Государство начало двигаться это направление. Мы помогаем ему. Дело здесь — в общем развороте всех людей в эту сторону. Дело не в том, что президент или кто-то там "обязан" и "должен". Каждый из нас обязан думать, что он живет здесь сам, что здесь будут жить его дети и внуки. И пока мы не перестанем относиться к природе, как к съемной квартире, пока каждый в голове не перестроится… У нас нормальное государство, но мы свое поведение вписываем только в рамки собственной жизни. Редко кто думает про будущее. Разве что те, у кого много денег, и они действительно думают, как будут жить их дети. Вы не найдете миллионера, который бы жил в мегаполисе на 18 этаже. Они все живут за городом или в экологически чистых районах города. Но потихоньку переворачивается ситуация. Люди задумываются.

© 2005—2018 Медиахолдинг PrimaMedia