Влияние наночастиц на окружающую среду и здоровье человека

Введение.На сегодняшний день нанотехнологии применяются в производстве косметическойпродукции, медицинского оборудования, химических катализаторов. Наночастицы не только активнее в химическом отношении, чем их аналоги, но и способны проникать в любой организм способами, недоступными для более крупных фрагментов. Однако в настоящее время не существует никаких специальных норм по безопасному обращению с наноматериалами.

Цель: Изучить воздействие наночастиц на здоровье человека и окружающую его среду. Выделить основные источники наночастиц в промышленности. Провести оценку текущего состояние знаний людей о наноразмерных частицах и их рисах для окружающей среды, а также воздействие на организм и здоровье человека.

Наночастицы — структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками [1].

Наночастицы могут попадать в клетки различными способами: через поры клеточных мембран, которые значительно превышают их по размеру, различными механизмами эндоцитоза, с помощью рецепторов клеточных мембран. Таким образом, они довольно легко проникают через биологические ткани и стенку кровеносных сосудов, формирующих тканево-кровяной барьер, который оказывается беспомощным перед наночастицами, что может представлять опасность для имунной, нервной и других систем.

Как долго могут сохраняться наночастицы после проникновения в живой организм? Были представлены свидетельства накопления и сохранения их в растениях риса второго поколения, в которых были обнаружены агрегаты наночастиц углерода черного цвета [2]. Следовательно, оказавшись в живом организме, наночастицы углерода проявляют высокую «живучесть», продолжая свое существование и в потомках следующего поколения. Каково же влияния используемых наночастиц на организм человека? В ходе исследования на примере биологически активной добавки коллоидного раствора наночастиц серебра «Арговит-С» было выявлено, что эти частицы при пероральном введении, накапливаются в мозге и степень их выведения крайне низка. Если мышь принимает препарат в течение двух месяцев, после одного месяца выведения этих наночастиц путем отмены препарата в мозге остается порядка 94 % от первоначального содержания наночастиц. Кроме того, при употреблении нанопрепарата при лактации потомство тоже получает наночастицы, которые могут накапливаться в организме [2]. Наночастицы золота используются для воздействия на раковые клетки. Они при помощи механизма векторной доставки могут подходить к онкологическим клеткам и с помощью термического воздействия способны их разрушать, хотя при этом они равнозначно накапливаются в почках [3]. Наночастицы кремния токсичны и оказывают пагубное воздействие на макрофаги, это приводит к развитию атеросклеротического поражения и последующим проблемам с сердечно-сосудистой системой, в том числе инсультам. Помимо этого наночастицы активно накапливаются в легочной ткани в результате длительного вдыхания пыли, содержащей свободную двуокись кремния. Например у рабочих литейных цехов (пескоструйщики, обрубщики), что актуально для предприятий ремонто-строительных работ [4]. Фототоксический эффект наночастиц диоксида титана, которые входят в состав солнцезащитных кремов, может вызывать онкологические заболевания кожи.

Помимо этого следует сказать о техногенных источниках наночастиц, попадающих в окружающую среду, а затем и в организм человека. Таковыми в промышленности являются:

1. Пылевидные выбросы промышленных предприятий в атмосферу (деревообработка и мебельное производство, производство зерна, производство черных и цветных металлов, производство стекла, стройматериалов);
2. Сточные воды и твердые отходы различных производств (мясокомбинаты, заводы нефтепереработки, текстильная промышленность);
3. Специально производимые и используемые наноматериалы и вещества, содержащие наночастицы.(косметическая промышленность).

Новые наноматериалы могут проявлять непредсказуемые токсикологические и экологические свойства. Необходимо заблаговременно выявлять и оценивать связанные с ними и экологические риски.

Чтобы ответить на вопрос, осведомлены ли люди и о воздействии наночастиц, нами было проведено анкетирование 120 человек от 16 до 50 лет. Вопросы и ответы на них представлены в таблице 1.

Таблица 1

При этом мнения об оказываемом действии наночастиц были следующие: оказывают только положительное действие 32,5 % (39), отрицательное действие 12,5 % (15), как положительное, так и отрицательное 49,17 % (59), не оказывают никакого воздействия 5,83 % (7). На вопрос: «Перечислите положительные и негативные, на ваш взгляд, влияния наночастиц на организм человека, если таковые имеются» были получены лишь единичные ответы, что нанотехнологии еще в разработке, наночастицы используются в косметологии или промышленности, обладают токсичностью или приводят к бесплодию.

Выводы. Требуется популяризация научных знаний по проблеме нанобезопасности. В настоящее время практически не существует нормативных документов, регулирующих нормы потребления наночастиц человеком, а они должны быть приняты не только в отношении нанотехнологий, но и в отношении любых новых технологий, использование которых следует всегда уравновешивать специализированной и тщательно продуманной системой обеспечения безопасных и здоровых условий труда и жизни населения.

Литература:

1. Внукова, Н.Г., Чурилов, Г. Н. Наноматериалы и нанотехнологии/ Н. Г. Внукова, Г. Н. Чурилов// 2007. — С. 5.

2. Сыч, В.Ф., Дрождина, Е.П., Санжапова А. Ф. Введение в нанобиологию и нанобиотехнологии/ В. Ф. Сыч, Е. П. Дрождина, А. Ф. Санжапова// 2012. — С. 200–203.

3. Дыкман, Л.А., Богатырев, В.А., Щеголев, С. Ю. Золотые наночастицы: синтез, свойства, биомедицинское применение/ Л. А. Дыкман, В. А. Богатырев, С. Ю. Щеголев// М.: Наука, 2008. — С. 319.

4. Faulk, W.P., Taylor, G. M. Immunochemistry/ W. P. Faulk, G. M. Taylor// 1971. — V.8. — P.1081–1083.