Ученые из Института окружающей среды и здоровья человека говорят, что это один очень маленький кусочек в очень большой головоломке, пытаясь понять возможное воздействие на окружающую среду УНТ — нового материала с бесчисленным множеством применений, но не регулируемого регулирующими органами в наномасштабе. Исследование было представлено на обложке недавнего выпуска рецензируемого журнала «Наука об окружающей среде: процессы и воздействия» (ранее известного как «Журнал экологического мониторинга»).
Результаты удивили Шибин Ли, ведущего исследователя исследования и бывшего докторанта Института окружающей среды и здоровья человека, который использовал его результаты для своей диссертации.
«Даже при высокой концентрации углеродные нанотрубки существенно не меняют поведение сорбции ПАУ в почве», — сказал Ли. «Мое первоначальное предположение о результате заключалось в том, что углеродные нанотрубки могут в значительной степени влиять на поведение ПАУ в почве из-за их сильной адсорбционной способности гидрофобных загрязнителей. Этого не произошло."
Углеродная нанотрубка сделана из графена — самого прочного известного в мире вещества.
Графен представляет собой сверхтонкий лист атомов углерода, расположенных в виде гексагональной «соты». Обычный карандашный графит — это просто множество слоев графена, сложенных вместе.
Когда графен свернут в трубку, он образует УНТ, волокно в 100 раз прочнее стали и в шесть раз легче. Этот новый материал может проложить путь для выдающихся технологий, от улучшенных компьютерных микросхем, гибких компьютерных экранов или бронежилетов до медицинских приложений, таких как заживление костей и лечение рака, и сельскохозяйственных продуктов, таких как пестициды и удобрения с умной доставкой.
Но с ростом использования нового материала возрастают опасения, что эти новые наноматериалы могут оказывать негативное или непреднамеренное воздействие на организмы и окружающую среду, сказал Ли.
«Как один из наиболее широко производимых наноматериалов, нанотрубки могут быть выброшены в окружающую среду по различным сценариям, таким как выброс из текстиля, во время сжигания или выщелачивания со свалок», — сказал он. "История говорит нам, что полное понимание вновь синтезированного материала гарантирует его долгосрочное и безопасное использование в обществе.
Следовательно, необходимы исследования судьбы и токсичности углеродных нанотрубок. Как и в случае с обычными загрязнителями, судьба наноматериалов в окружающей среде может изменить их биодоступность и сильно повлиять на их конечную токсичность.
Чтобы изучить этот эффект, Ли работал с Жаклин Канас-Каррелл, доцентом кафедры токсикологии окружающей среды, который вместе с Микой Грин, доцентом кафедры химической инженерии Техасского технологического института, недавно разработал метод обнаружения УНТ в почве с помощью микроволн.
В ходе эксперимента Канас-Каррелл сказал, что исследователи поместили нанотрубки и ПАУ в почву и изучили основные сорбционные тесты. Они использовали ПАУ, потому что многое известно о том, как эти химические вещества связываются с почвой.
«Вы можете сказать о том, насколько биодоступным будет определенное химическое вещество, по тому, как оно сорбируется почвой», — сказала она. "Чем выше сорбция, тем меньше он биодоступен для животных, которые живут в почве или питаются почвой. Вы хотите, чтобы он прилипал к почве, чтобы снизить токсичность. Мы не обнаружили эффекта углеродных нанотрубок в присутствии ПАУ, что было странно, поскольку ПАУ хорошо сорбируются на органических соединениях.
Мы думали, может быть, мы увидим увеличение сорбции. Это было не так. Это был нейтральный эффект."
И Канас-Каррелл, и Ли говорят, что это открытие — очень маленький кусочек очень большой головоломки, и пока трудно сделать какие-то важные выводы из этого открытия.
Однако необходимо провести дополнительные исследования, чтобы понять, какое влияние эта новая технология может оказать на окружающую среду.
«Это урок, извлеченный из истории», — сказал Ли. "Люди не беспокоились о неблагоприятном воздействии на окружающую среду и людей большого количества традиционных загрязнителей, таких как ПАУ, ПХД и асбест. Правила, необходимые для того, чтобы наверстать упущенное после того, как люди осознали, что эти материалы отрицательно влияют на почву, воду, воздух и на самих себя.
Для материалов в наномасштабе их токсичность, обычно связанная с их физико-химическими свойствами, может одновременно увеличиваться. Обязанностью токсиколога является доведение этого вопроса до сведения общественности.
Стоит отметить, что это не обязательно означает, что они токсичны, потому что они изучены. Опять же, то, что мы делаем сейчас, — это лучше понять их токсичность, токсичность или нетоксичность."