Лишайник расскажет всё…

Лишайник расскажет всё…

Образцы лишайника Xanthoria parietina (Ксантория настенная), собранные рядом с городами Дубна, Долгопрудный, Нижний Новгород и Москва, были использованы в качестве индикаторов состояния окружающей среды. С помощью физико-химических методов исследователи из МФТИ определили содержание в них соединений железа, меди, марганца, а также радикалов естественных компонентов лишайников  - фенолов и полифенолов.

Ионы металлов и свободные радикалы органических молекул необходимы человеческому организму для протекания различных ферментативных реакций. Но их избыток приводит к нарушению клеточного метаболизма и естественного баланса окислительно-восстановительных реакций: повреждаются липиды клеточных мембран, нуклеиновые кислоты и белки. Накапливаясь в клетках человеческого тела, такие повреждения приводят к ряду серьёзных заболеваний. Основной источник ионов и радикалов – загрязнение воздуха в перенаселённых и индустриальных мегаполисах. Учёные подсчитали, что 16% смертей во всем мире за 2015 год произошло вследствие заболеваний, вызванных плохой экологией. Это в три раза больше смертей от СПИДа, туберкулеза и малярии вместе взятых, и в 15 раз больше, чем от войн и террора!

Железо, медь и магний называют «переходными» металлами, поскольку их ионы могут участвовать в окислительно-восстановительных реакциях, во время которых они с легкостью отдают и принимают электроны. Если ионы металлов имеют нечётное количество электронов, так что один электрон остаётся без пары, их называют парамагнитными. Таким же свойством обладают и радикалы. Радикалами называют все остальные ионы, атомы и целые молекулы органических и неорганических веществ, которые также имеют неспаренный электрон. Особенностью радикалов и переходных металлов является их повышенная способность вступать в реакции с окружающими их молекулами. Поэтому при их избыточной концентрации повышается количество реакций, которые в норме не происходят: нарушается гомеостаз клеток и организма в целом. Учёные уже давно доказали, что увеличение количества радикалов и ионов парамагнитных металлов в организмах млекопитающих вызывает ухудшение состояния их здоровья.

«Лишайники обладают особой способностью поглощать соединения металлов, - рассказал профессор МФТИ Эдуард Трухан. – К тому же они неприхотливы: произрастают на деревьях, камнях, металлических конструкциях, не нуждаются в почве и способны расти даже при минимальной освещённости, вследствие чего широко распространены. Таким образом, лишайники являются хорошим кандидатом в индикаторы экологического состояния местности и оценки рисков для населения».

Для анализа состава и концентрации ионов металлов и органических радикалов в лишайнике было использовано два метода физико-химического анализа. Метод электронного-парамагнитного резонанса позволил определить общее количество ионов металлов и радикалов, а для уточнения концентрации был применён метод оптико-эмиссионной  спектрометрии.

Полученные данные исследователи сравнивали со стандартным комплексным показателем загрязнения окружающей среды - индексом загрязнения  атмосферы (ИЗА). Измерения и последующие вычисления ИЗА проводятся Росгидрометом и Министерством экологии и природных ресурсов РФ, и находятся в открытом доступе. ИЗА рассчитывается как сумма среднегодовых концентраций загрязняющих веществ в единицах предельно допустимой концентрации с учетом класса их опасности. По оценке ИЗА, низкий уровень загрязнения атмосферы (ИЗА<5) наблюдается в городах Дубна и Долгопрудный,  а высокий (5<ИЗА<7) - в Москве и Нижнем Новгороде.

Эти данные имеют прямое соотношение с обнаруженными в образцах лишайника Xanthoria parietina концентрациями радикалов и парамагнитных ионов металлов. Например, концентрация радикалов органических соединений в образцах из Москвы в 1,9 раза больше, чем в образцах из Дубны, а концентрация парамагнитных ионов металлов в  образцах из Москвы в 5,6 раза больше по сравнению с образцами из Дубны.

«Мы доказали, что электронно-парамагнитный резонанс (ЭПР) и оптико-эмиссионная спектроскопия применимы для оценки состояния окружающей среды в городах, – считает доцент департамента химии МФТИ Светлана Журавлёва. - Важное преимущество этого метода - универсальность: оценку экологического состояния можно проводить там, где отсутствуют станции контроля атмосферы, количество которых даже в многомиллионных городах не превышает одного десятка».

Результаты исследования опубликованы в Journal of Applied Spectroscopy.

0 не понравилось

30-10-2017 19:00 | просмотров 24 |

Прямая ссылка:
BB-code ссылка:
HTML ссылка:
Понравилась статья? ПОДЕЛИСЬ в соц. сетях!
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Похожие новости

Морские пектины поправят здоровье

В ДВФУ нашли способ выводить из организма металлы и радионуклиды

Российские ученые нашли способ защитить людей от токсичных металлов

Пектин способствует быстрому выведению ионов стронция и иттрия из организма

Учёные научно доказали существование кремниевых форм жизни

Нашу планету населяют разнообразные углеродные формы жизни. Называют их так потому, что состоят они из органических соединений, в которые в обязательном порядке входит углерод. На протяжении

В Пекине удвоят количество станций по контролю за качеством воздуха

Департамент защиты окружающей среды китайской столицы планирует в этом году довести количество станций с нынешних 35 до 60 или 70, также китайские власти намерены стандартизировать уровни загрязнения

Найден способ сверхбыстрого нагрева до температуры Солнца

Ученые предложили лазер, способный разогревать вещества до температур выше, чем в солнечном ядре. По их словам, процесс нагрева занимает всего 20 квадриллионных долей секунды. Новая технология может

Биологи нашли бактерии со встроенным аккумулятором электроэнергии

Два вида бактерий оказались способными вступать в нeобычный тип симбиоза, в ходе которого они обмениваются заряженными и разряженными "био-батарейками" на базе кристаллов магнетита.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.