Nanocząsteczki obecne w smogu mogą uszkadzać serce, wywoływać raka mózgu i przyczyniać się do wielu innych chorób. Niestety ze względu na niewielkie rozmiary są one niewidoczne dla urządzeń monitorujących jakość powietrza. W efekcie wskazania sugerujące, że powietrze nadaje się do oddychania, mogą być w wielu przypadkach mylące.
Długoterminowe narażenie na nanocząsteczki sprzyja stresowi oksydacyjnemu, stanowiącemu czynnik ryzyka wielu poważnych chorób, w szczególności nowotworów. Tak wynika z ustaleń naukowców z National Institute of Environmental Health Sciences (NIEH), instytucji podlegającej tajwańskiemu ministerstwu zdrowia.
Czytaj także: Czym truje nas smog? Tlenek węgla
To nie pierwsze doniesienia sugerujące, że mamy do czynienia z nieuświadamianym do niedawna zagrożeniem. Badania z ostatnich lat wskazują, że nanocząsteczki mogą m.in. uszkadzać serce i przyczyniać się do rozwoju raka mózgu. Jednym z głównych źródeł tych substancji w naszym otoczeniu są procesy spalania paliw kopalnych i ich pochodnych, m.in. węgla i oleju napędowego.
Nanocząstki – mniejsze od bakterii, bardziej szkodliwe od pyłów PM2.5
Niebezpieczeństwo, jakie stwarzają nanocząstki, wiąże się z ich niewielkimi rozmiarami i łatwością przenikania do organów wewnętrznych. Są to struktury o średnicy do 100 nanometrów (nm). Dla porównania składowe pyłu PM2.5 mają średnicę do 2,5 tys. nm, a PM10 – do 10 tys. nm. Teoretycznie nanocząsteczki podpadają pod kategorię PM2,5. W praktyce jednak stanowią osobną grupę – nieujętą w klasyfikacji stosowanej powszechnie w monitoringu jakości powietrza.
Powód jest prosty. Są na tyle małe, że nie rejestrują ich urządzenia pomiarowe. Nanocząstki to mikrusy nawet w zestawieniu z bakteriami. Mniejsze od nich są tylko pojedyncze atomy. Z badań prowadzonych w ostatnich latach wynika jednak, że powinniśmy zacząć je „zauważać” i ograniczać ich emisję. Nanocząsteczki mogą być bowiem znacznie groźniejsze niż zanieczyszczenia większych rozmiarów.
Nanocząsteczki ze spalin uszkadzają serce i wywołują stres oksydacyjny
W czerwcu 2019 r. czasopismo „Environmental Research” zamieściło wyniki badania międzynarodowego zespołu naukowców, którzy przeanalizowali pod mikroskopem tkanki serca, pobrane od zmarłych w wypadkach drogowych mieszkańców stolicy Meksyku. Okazało się, że próbki zawierają gigantyczne ilości metalicznych nanocząsteczek: od 2 do 22 miliardów. Toksyny przedostawały się do mitochondriów – struktur odpowiedzialnych za oddychanie i regulację metabolizmu na poziomie komórkowym.
U mieszkańców bardziej zanieczyszczonych centrów miast stwierdzono dziesięciokrotnie większą ilość nanocząsteczek niż u zmarłych, którzy zamieszkiwali czystsze dzielnice. Toksyczne „drobiny” wywoływały stres oksydacyjny i uszkodzenia tkanek serca nawet u osób w bardzo młodym wieku i przekładały się na zwiększone ryzyko rozwoju chorób układu krążenia w późniejszym życiu.
Nanocząstki metali szkodzą bardziej pod wpływem pola elektromagnetycznego?
Naukowcy zwrócili również uwagę na fakt, że wiele wykrytych nanocząsteczek ma silne właściwości magnetyczne. W efekcie mogą one wywoływać negatywne skutki zdrowotne pod wpływem długotrwałego działania pola elektromagnetycznego, np. pochodzącego z telefonów komórkowych.
Czytaj także: Dzieci z Rybnika narażone na rakotwórczy czarny węgiel. 5 razy bardziej niż te z Francji
„Narażenie na tego typu zanieczyszczenia to czynnik ryzyka rozwoju chorób serca obecny w skali globalnej. Rządy powinny nie tylko podejmować działania zmierzające do redukcji emisji PM2.5, ale również zająć się monitorowaniem, regulacją i ograniczeniem emisji tych konkretnych, ultradrobnych składników smogowego >>koktajlu<<” – stwierdziła prof. Calderón-Garcidueñas, jedna z autorek badania.
Nanocząsteczki metali odkładają się w „szarej masie”
Również w 2019 r. światło dzienne ujrzało badanie wskazujące na związek między narażeniem na nanocząsteczki a podwyższonym ryzykiem rozwoju raka mózgu. Naukowcy z Uniwersytetu McGilla w Montrealu przeanalizowali dane medyczne oraz dane dotyczące ekspozycji na zanieczyszczenia powietrza obejmujące 1,9 miliona Kanadyjczyków w okresie od 1991 do 2006 r.
Okazało się, że korelacja między podwyższonym narażeniem na toksyczne nanocząsteczki a zwiększonym ryzykiem rozwoju nowotworu byłą „zaskakująco duża”. Badacze ustalili, że w skali roku każde dodatkowe 10 tys. nanocząstek na metr sześcienny wdychanego powietrza przekłada się na wyższe o 10 proc. prawdopodobieństwo zachorowania na raka mózgu.
Wyniki uzyskane przez Kanadyjczyków są niepokojące również w świetle wcześniejszych badań. W 2016 r. naukowcy z Lancaster University wykryli duże ilości metalicznych nanocząstek pochodzących z zanieczyszczeń powietrza w tkankach mózgu pobranych od 37 osób zmarłych w wieku od 3 do 92 lat.
Tlenki żelaza obecne w próbkach cechowała wysoka bioreaktywność: miały one zdolność wytwarzania dużych ilości szkodliwych wolnych rodników. Według innego badania podwyższone stężenie tego typu cząstek w mózgu jest bezpośrednio związane z rozwojem choroby Alzheimera.
Nanocząsteczki przenikają do wszystkich tkanek organizmu
Tim Smedley, dziennikarz BBC i autor książki „Clearing the Air”, w jednym ze swoich artykułów określił nanocząstki jako „największego zabójcę” ze wszystkich składników zanieczyszczenia powietrza, który „nie trafia do nagłówków prasowych, nie jest monitorowany i rzadko wspomina się o nim poza wąskimi kręgami naukowymi”.
W odróżnieniu od większych cząstek PM2.5, nie wspominając o PM10, nanocząsteczki mogą przenikać do ścian płuc i do krwiobiegu, a stamtąd praktycznie do wszystkich narządów w naszym organizmie. Na każdym etapie tej podróży mogą wywoływać stany zapalne i powodować uszkodzenia komórek. Toksyny o większych gabarytach nie mają tak niszczycielskiego potencjału.
Wielkość graniczna wynosi 30 nm. Tak wynika z eksperymentu przeprowadzonego w 2017 r. przez zespół prof. Davida Newby’ego z Uniwersytetu w Edynburgu. Wykorzystano w nim nanocząsteczki złota – pierwiastka biologicznie obojętnego i nieszkodliwego. Uczestnicy wdychali powietrze zawierające „złoty pył”, a po 24 godzinach udostępnili do badania swoje płyny ustrojowe: krew i mocz.
Okazało się, że drobiny poniżej 30 nm swobodnie przedostawały się do krwiobiegu. Cząstki powyżej tej średnicy zatrzymywały się w płucach. Eksperyment przeprowadzono również na myszach. Największe stężenia nanocząstek złota wykryto w wątrobach gryzoni. Kolejne badania prowadzone przez prof. Newby wykazały, że nanocząstki znajdują się również w blaszce miażdżycowej – co sugeruje, że mogą przyczyniać się do jej powstawania.
Nanocząsteczki w nanomateriałach. Przemysł znowu jest ważniejszy niż zdrowie
Przywołane na początku tekstu badanie naukowców z Tajwanu poszerza problem o dodatkowy wątek. Eksperci NHRI nie skupili się bowiem na zanieczyszczeniach powietrza, ale środowisku pracy w zakładach zajmujących się wytwarzaniem nanomateriałów. U pracowników mających bezpośredni kontakt z tego typu tworzywami wykryto podwyższony poziom dysmutazy ponadtlenkowej świadczony o stresie oksydacyjnym – czyli zaburzeniu proporcji między ilością wolnych rodników i antyutleniaczy w organizmie.
Czytaj także: Dym ze spalania drewna jest szkodliwy dla zdrowia
Tymczasem nanomateriały to rozwijająca się gałąź produkcji. Stosowane są w wielu obszarach przemysłu. m.in. elektronice, elektrotechnice, energetyce, kosmetyce (filtry w kremach, pasty do zębów), medycynie i farmacji, a także w wojskowości. Jak można przeczytać na stronie Komisji Europejskiej, „zarówno rozwój, jak i integracja zaawansowanych nanomateriałów stanowią ważne elementy działań Unii Europejskiej ukierunkowanych na zwiększenie innowacyjności oraz konkurencyjności europejskiego przemysłu”. Według szacunków światowe zapotrzebowanie na nanomateriały wynosi 11 milionów ton rocznie, a wartość tego rynku to 20 miliardów euro – z tendencją wzrostową.
Nanoplastik przenika nawet do roślin. Regulatorzy nie dostrzegają problemu
Środowiskowe i zdrowotne konsekwencje popularyzacji tego typu tworzyw są obecnie trudne do przewidzenia. Podobne wątpliwości dotyczą nanoplastiku, który – według najnowszych doniesień – odkłada się nie tylko w oceanach i organizmach morskich, ale również w roślinach.
Naukowcy przestrzegają, że nanocząsteczki kumulujące się w organizmach żywych mogą mieć negatywny wpływ na ekosystemy, rolnictwo i bezpieczeństwo żywności. Niestety ta wciąż słabo przebadana „frakcja” zanieczyszczeń praktycznie nie podlega regulacjom. Jedyny przepis, który ociera się o problem, zawarty jest w standardzie Euro 6. Ogranicza on emisję nanocząstek, ale tylko o rozmiarach do 23 nm. Toksyny o mniejszych gabarytach pozostają dla prawodawców niewidzialne.
Zdjęcie: HAL-9000/Shutterstock
