Химики оценили степень загрязнения морской воды инженерными наночастицами

С ростом интереса промышленности к инновационным материалам увеличивается и загрязнение водных зон инженерными наночастицами. Они остаются от упаковки, лекарств, строительных материалов, предметов, используемых в судоходстве, рыболовстве и туризме. Точное количество мельчайших частиц, содержащих медь, цинк, ванадий, молибден и олово, в прибрежных водах Черного моря, определили сотрудники подведомственного Минобрнауки России Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН. Ученые пришли к выводу, что концентрация наночастиц варьируется от 0.1 до 1.0 мкг л⁻¹
(в пересчете на металл) в зависимости от уровня промышленного и городского загрязнения.

Достижения в области нанотехнологий привели к росту интереса к инновационным материалам в различных отраслях: медицине, автомобилестроении, полиграфии, текстильной промышленности, косметическом производстве. Следствием их более интенсивного использования становится накопление в природе инженерных (т. е синтезированных в промышленных условиях) наночастиц. Их утилизация приводит к массовым выбросам частиц в воду, где их точное поведение и влияние на окружающую среду пока не до конца ясны. Чтобы держать экологическую обстановку под контролем, специалисты активно работают над созданием эффективных способов оценки количественного присутствия инженерных наночастиц в воде.

По словам ученых, есть два барьера для количественной оценки инженерных наночастиц в морских водах. Первый — это низкие и очень низкие концентрации, при которых они попадают в море. Второе препятствие связано с чрезвычайно высокой соленостью образцов воды.

«Высокая соленость приводит к матричным помехам. А разбавление уменьшает и так низкую концентрацию исследуемых частиц и увеличивает погрешность анализа», — объяснила Ольга Кузнецова, старший научный сотрудник лаборатории геохимии углерода имени Э. М. Галимова ГЕОХИ РАН.

Преодолеть эти ограничения ученым из ГЕОХИ РАН помог метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (магнитно-секторный ИСП-МС). Его суть — в извлечении инженерных наночастиц из морской воды c последующим кислотным растворением под воздействием ультразвука.

«Магнитно-секторный ИСП-МС продемонстрировал свой потенциал для количественного определения очень низких концентраций инженерных наночастиц в морской воде. Ряд инженерных наночастиц, содержащих медь, цинк, ванадий, молибден и олово, были надежно определены. Преимущества разработанного метода обусловлены высокой чувствительностью системы и анализом наночастиц без разбавления образца», — прокомментировала результаты исследования Ольга Кузнецова.

Концентрация инженерных наночастиц варьировалась от 0.1 до 1.0 мкг л⁻¹ (в пересчете на металл) в зависимости от уровня промышленного и городского загрязнения в той или иной зоне черноморского побережья. В пробах, взятых в районе промышленных производств, концентрация наночастиц была до 10 раз выше, чем в прибрежной зоне, где нет предприятий.

Результаты исследования, проведенного при финансовой поддержке Минобрнауки России, опубликованы
в высокорейтинговом международном журнале.

Концентрации инженерных наночастиц в различных местах отбора проб в Черном море.