Когда вдохнули, эти наночастицы могут войти в легкие и потенциально кровоток.Макрочастицы – известный как наночастицы подокиси титана – неумышленно произведены, поскольку уголь сожжен, создав их самые крошечные из частиц, всего 100 миллионных частей метра, заявила ведомая Политехническим институтом и университетом штата Вирджиния команда. Когда частицы введены в воздух – если не захвачено высокотехнологичными ловушками частицы – они могут уплыть от стопок электростанции и путешествовать на воздушных потоках в местном масштабе, на местах, и даже глобально.Как пример этого, эти наночастицы были найдены на городских улицах, тротуарах, и в постоянной воде в Шанхае, Китай.
Результаты изданы в последней проблеме Коммуникаций Природы при руководителе группы Майкле Ф. Хочелле младшем, Университет Выдающийся профессор Геонаук с Колледжем Науки, и И Янг, преподаватель в Восточном китайском Нормальном Университете в Шанхае. Другие участники исследования включают Университет Дюка, Университет Кентукки и Университет Laurentian в Канаде.«Проблема с этими наночастицами состоит в том, что нет никакого легкого или практического способа предотвратить их формирование во время угольного горения», сказал Хочелла, добавив, что в странах с сильными экологическими инструкциями, такими как Соединенные Штаты, большинство наночастиц будет поймано ловушками частицы.
Не так в Африке, Китае или Индии, где инструкции слабы или не существуют с угольной золой и дымом, входящим в открытую площадку.«Из-за передовой технологии, используемой в американском угле, горящие электростанции, переданные под мандат Законом о чистом воздухе и Агентством по охране окружающей среды, большинством этих наночастиц и другими крошечными частицами, удалены перед заключительными выбросами выхлопных газов завода», сказал Хочелла. «Но в странах, куда частицы от угольного горения совсем не так эффективно удалены или удалены вообще, эти наночастицы подокиси титана и много других типов частицы испускаются в атмосферу, частично приводящую к туманным небесам что чума много стран, особенно к Китаю и Индии».Hochella и его команда нашли эти ранее неизвестные наночастицы не только в угольной золе со всего мира и в газообразной ненужной эмиссии угольных электростанций, но на городских улицах, в почвах и штормовых водоемах воды, и в очистных установках сточных вод.«Я не мог верить тому, что я нашел вначале, потому что о них сообщали так чрезвычайно редко в окружающей среде», сказал Янг, который когда-то работал приглашенным лектором в Отделе Политехнического института и университета штата Вирджиния Геонаук с Hochella. «Мне потребовались несколько месяцев, чтобы подтвердить их возникновение в образцах угольной золы».
О недавно найденной подокиси титана – названный фазами Magneli – когда-то думали редкая, найденная только экономно на Земле в некоторых метеоритах, из небольшой площади горных формирований в западной Гренландии, и иногда в лунных скалах. Результаты Hochella и его командой указывают, что эти наночастицы на самом деле широко распространены глобально. Они только теперь изучаются впервые в окружающих средах, используя мощные электронные микроскопы.
Почему открытие происходило теперь? Согласно отчету, почти весь уголь содержит следы рутила полезных ископаемых и/или анатаза, и «нормальные», естественные, и относительно инертные окиси титана, особенно в отсутствие света. Когда те полезные ископаемые сожжены в присутствии угля, исследование нашло их легко и быстро преобразовало в эти необычные наночастицы подокиси титана. Наночастицы тогда становятся определенными в газах, которые покидают электростанцию.
Когда вдохнули, наночастицы входят глубоко в легкие, потенциально полностью в воздушные мешочки, которые перемещают кислород в наш кровоток во время нормального процесса дыхания. В то время как человеческая токсичность легкого этих частиц еще не известна, предварительный тест на биотоксичность Хочеллой и Ричардом Ди Джулио, преподавателем экологической токсикологии, и Джессикой Брандт, докторант, оба в Университете Дюка, указывает, что у частиц действительно есть потенциал токсичности.По данным команды, дальнейшее исследование ясно необходимо, особенно биотоксичность, проверяющая непосредственно относящийся к человеческому легкому. Сотрудничать с угольными электростанциями или в Соединенных Штатах или в Китае было бы идеально, сказал Янг.
Больше беспокойства, исследование показывает, что наночастицы подокиси титана биологически активны в темноте, заставляя частицы высоко подозревать. Точные эффекты здоровья человека все же неизвестны.«Будущие исследования должны будут очень тщательно исследовать и получить доступ к токсичности наночастиц подокиси титана в человеческом легком, и это могло занять годы, отрезвляющая мысль, рассматривая ее потенциальную опасность», сказал Хочелла.Поскольку сама наночастица подокиси титана произведена случайно, Hochella и его команда столкнулись с наночастицей случайно, изучая разлив угольной золы 2014 года в Дэн-Ривер, Северная Каролина.
Во время исследования последующего движения токсичных металлов в пепле в реке Дэна команда обнаружила и признала присутствие небольших количеств очень необычной подокиси титана.Группа позже произвела наночастицы подокиси титана когда горящий уголь в моделировании лаборатории.
Эта новая потенциальная опасность для здоровья загрязнения воздуха уже основывается на установленных результатах от Всемирной организации здравоохранения. Это оценивает, что 3,3 миллиона преждевременных смертельных случаев происходят во всем мире в год из-за загрязненного воздуха, сказал Хочелла. В Китае 1,6 миллиона преждевременных смертельных случаев ежегодно оцениваются из-за сердечно-сосудистой и дыхательной травмы от загрязнения воздуха.
Большинство китайских мегаполисов лучшие 100 сильно туманных дней каждый год с концентрациями частицы в два – четыре раза выше, чем КТО рекомендации, сказал Янг.Прямое воздействие на здоровье на людях – только один фактор. Результаты тысяч ученых решили, что крупнейший водитель нагревания планеты и получающегося изменения климата – угольное горение в промышленных масштабах.
Воздействие наночастиц подокиси титана, найденных в атмосфере, в дополнение к парниковым газам, на животных, воде и заводах, еще не известно.