Производство нанотрубок может разрушить экологию Академгородка

Производство OCSiAL

В новосибирском Академгородке запустили массовое производство углеродных нанотрубок, причем в ближайшее время его планируется расширять: для этого зарезервирован участок земли возле Технопарка. Между тем, степень опасности нановещества для людей еще не полностью изучена

Мало кто знает, что наноматериалы опасны сами по себе: как при производстве, так и при использовании. Дело в том, что благодаря своим сверхмалым размерам они легко проникают в живые организмы, ткани и клетки. Доказано, что они могут поражать ткани живого организма, менять геном клеток и вызывать онкологические заболевания.
Да, производство наноматериалов сейчас воспринимается как прорывная технология будущего. И во многом от того, удастся ли России опередить прогресс в этой сфере, зависит место страны в мире. Но если запускать серьезное производство, не убедившись в его полной безопасности, тем более в экологически чистом районе, это может привести к крайне печальным последствиям…


Углеродные нанотрубки представляют собой полую цилиндрическую структуру, диаметр которой измеряется в нанометрах. Если такое вещество добавить в аккумуляторы, это увеличивает срок их службы. Также их можно использовать при производстве шин для повышения их износостойкости и асфальта, который становится прочнее. Кроме того, нанотрубки упрочняют краски и пластмассы. С их помощью можно делать проводимую резину для производства, например, перчаток (она не накапливает электростатический заряд) и многое другое.

Однако недавно в новосибирском Академгородке открыли крупнейшую в мире установку по синтезу графеновых нанотрубок, которая будет производить 50 тонн материала в год. Это нановещество позволяет менять свойства различных материалов. В частности, его можно использовать при производстве батарей, шин и корпусов автомобилей.
И это при том, что даже такой объем производства, который можно обеспечить в Новосибирске сейчас (75 тонн в год), на самом деле не нужен: потребности рынка ощутимо меньше. Изготавливать трубки планируется, что называется, впрок. Ведь в будущем спрос может вырасти.
Если анализировать научные статьи, опубликованные с 2003 по 2016 годы, можно увидеть, что учеными уже установлено повреждающее действие углеродных нанотрубок на организм, в том числе их возможная токсичность и канцерогенность.
Согласно экспериментальным данным, нанотрубки могут оказывать повреждающее воздействие на органы человека. Причем независимо от того, каким способом они попали в организм, поврежден может быть совсем другой орган. Ведь за счет своих небольших размеров нанотрубки свободно перемещаются внутри организма человека.
В частности, трубки могут быть нейротоксичны — то есть проникать в мозг. Правда, доказывающие это исследования проводились при очень высоких концентрациях вещества. Однако нет гарантий, что такой же результат не может проявиться, например, при длительном контакте с малым объемом нанотрубок.
Доказана также их гепатотоксичность (накопление в тканях печени) и кардиотоксичность. Могут они повреждать и геном клеток.
Например, в одном зарубежном исследовании описано воздействие нанотрубок на мышей. Через сутки после однократного введения вещества в дыхательные пути в дозе от 10 до 80 мкг отмечались повреждения сосудов, приводящие к нарушению микроциркуляции в сердечной мышце.
Также доказано отрицательное влияние нанотрубок на функции размножения, особенно у самцов. А у самок лабораторных мышей вещество, введенное внутривенно, попадало даже в молоко. При этом потребляемые потомством с молоком нанотрубки однородно распределялись в организме крысят, включая мозг и другие органы. А контакт беременных самок с высокими концентрациями вещества приводил к аномалиям у детенышей.
Кроме того, установлено, что наноматериалы способны нарушать нормальное функционирование иммунной системы организма и усиливать аллергические реакции.
Более того, нанотрубки могут оказывать трансформирующее и канцерогенное действие на клетки, то есть — вызывать рак. Сейчас они отнесены к группе веществ, которые «возможно, канцерогенны для людей». Но слово «возможно» тут, скорее, значит недостаточную доказательную базу, чем сомнения ученых.
Наибольшей опасности контакта с нанотрубками, разумеется, подвержены сотрудники, непосредственно работающие на производстве. Существуют исследования, показывающие, что концентрация нанотрубок в воздухе рабочей зоны может достигать 50 мкг/м3. При этом совсем не всегда на предприятиях по их производству в достаточной мере реализуются меры по защите органов дыхания работников. То есть нанотрубки могут попасть в организм человека просто при дыхании… А затем поразить любой орган.
Существуют зарубежные исследования реальных производств нанотрубок. Их результаты показали, что средняя концентрация в воздухе рабочей зоны там составляет 10,6 мкг/м3. Это соответствует накоплению в легких человека порядка 4,07 мкг за рабочую смену. Такая доза лишь незначительно уступает пороговой, и ее признали создающей неприемлемый риск для здоровья.


На сегодняшний день вообще не существует правил утилизации материалов с нанотрубками, отслуживших свой срок.

Исследования проводились и на российских предприятиях, работающих с наноматериалами. Особенно опасной была признана зона сбора готовой продукции и ее упаковки: там концентрация составила до 32 мкг/м3. Это значительно превосходит рекомендуемый безопасный уровень. Поэтому ученые рекомендуют контролировать концентрацию наноматериалов в воздухе и регулярно проводить медицинское наблюдение за состоянием здоровья работников.
Сейчас безопасным уровнем содержания углеродных нанотрубок в воздухе рабочей зоны считается 1 мкг/м3. Но важно понимать, что это временный норматив и при дальнейшем изучении порог может меняться. Вероятнее всего, он будет снижен. Но даже существующий сейчас показатель не всегда достигается при реальном производстве.

Упаковка готовой продукции на производстве углеродных нанотрубок

При этом важно понимать: реальную опасность нового вещества удается осознать не сразу. Например, асбест — типичный пример наноматериала (его волокна имеют размер в 10—20 нанометров). Так вот, от первого предупреждения о вредном воздействии асбеста на человека до полного запрета всех его форм прошло целых 100 лет! До тех пор, пока его удалось запретить полностью, многие работавшие с асбестом люди заболели раком.
Академик, доктор химических наук, профессор Николай Ляхов, комментируя данную тему, отметил, что если на какой-то вопрос пока нет ответа, то в «споре» производителя и населения он должен рассматриваться в пользу населения. «Здесь важно принимать во внимание отсроченный эффект воздействия нанотрубок на человека, по-видимому, на десятилетия, — отмечает он. — Таких длительных наблюдений пока нет».
Сейчас нанотрубки планируется использовать в различных материалах. Разработчики даже предлагали любым производствам добавлять нановещество в свои изделия, чтобы проверить, как это скажется на характеристиках. При этом неясно, будут ли соблюдаться меры безопасности во избежание попадания нанотрубок в воздух на тех производствах, где они будут добавляться, особенно — при их распаковке.
Кстати, представители OCSiALа сами заявляли, что главная проблема, которая стоит перед ними, — это разработка удобных для заказчиков технологий внедрения нанотрубок в различные материалы. О том же, как будет обеспечиваться безопасность этого процесса, ничего пока не сообщается…
К тому же неизвестно, как поведут себя нанотрубки после попадания в различные материалы. Существуют исследования, которые доказывают, что возможно высвобождение нанотрубок из композитных материалов: в результате сочетания механического и химического воздействия. То есть от сильного трения и при попадании определенных веществ цельность материала может нарушиться, и нановещество попадет в воздух. Пока ученым не удалось установить, сколько именно нанотрубок могут выделиться в атмосферу в таком случае. Найти исследования высвобождения нановещества, добавленного в асфальт, не удалось. А ведь продукт OCSiALа планируется использовать в том числе и таким способом…
«Любой материал, содержащий добавки нанотрубок, сколь бы привлекательным он ни был, при эксплуатации подвержен износу, — комментирует доктор химических наук Николай Ляхов. — Как правило, продукты износа попадают прямиком в окружающую среду. Чем больше таких материалов будет в обороте, тем более мы будем загрязнять почву и приземный воздух нанотрубками, причем, в самой «вредной» форме коротких обломков. Если только они не будут окисляться воздухом до углекислого газа, но это никем пока не проверено».


Нанотрубки могут оказывать трансформирующее и канцерогенное действие на клетки, то есть — вызывать рак.

Также, по словам ученого, на сегодняшний день вообще не существует правил утилизации материалов с нанотрубками, отслуживших свой срок в изделиях. «Их просто нет сегодня! Что с ними делать: сжигать, захоранивать в земле, пускать во вторичную переработку? — задается вопросом Николай Ляхов. — Представьте себе постепенное с годами увеличение количества таких материалов на свалках. Это же не просто пыль, а пыль, которая не оседает. Следовательно, разносится с атмосферными потоками по всей планете. Нельзя это выпускать в «свободное обращение». Это — как радиация, или — хуже: появление фактора среды обитания планетарного масштаба, с которым человечество ранее не сталкивалось! Безопасность должна быть впереди любого прогресса», — считает эксперт.
При этом особенно настораживает тот факт, что выявить количество нанотрубок в окружающей среде очень непросто. Существующие методы не достаточно апробированы и стандартизированы, к тому же не всегда точны. Поэтому установление гигиенических нормативов по нанотрубкам сейчас затруднительно. Да и проконтролировать эти нормативы было бы сложно: нет достаточно чувствительных приборов.
Так что на сегодняшний день неизвестно: повредит ли масштабное производство нанотрубок экологии Новосибирска…
Ведь если в стенах самого предприятия концентрация нанотрубок в воздухе высока, то где гарантии, что точно так же они не попадут и в атмосферу города? Особенно учитывая, как легко наночастицы проходят через любую преграду… А ведь Академгородок всегда славился своим чистым воздухом и считался экологическим районом Новосибирска.
По идее, принятию решения о внедрении в Академгородке массового производства новых материалов должно было предшествовать подробное изучение всех возможных его последствий для экологии, здоровья сотрудников предприятий и населения. Тем более что все условия для подобных исследований в Новосибирском научном центре есть.
Никто не говорит, что производством нанотрубок не надо заниматься вообще. Если постоянно ограничивать науку, то прорывных достижений ожидать не придётся. Но, во-первых, когда речь идет уже о полноценном серийном производстве, надо озаботиться вопросом безопасности населения. Для этого Российской академии наук необходимо организовать полноценную экспертизу, но пока об этом речи не идет.
Ну и во-вторых, подобные производства лучше организовывать все-таки за территорией Академгородка. Да, смычка науки и производства — это важно. Но это не значит, что нужно превращать городок ученых в промзону.
Степень опасности изготовления нанотрубок будет изучаться еще долгие годы. И если потом выяснится, что по незнанию мы превратили зеленый уголок города в непригодную для жизни территорию, потомки вряд ли будут нам благодарны.

Марина Вдовик
(более полную версию статьи со ссылками на научные публикации можно найти на сайте чс-инфо.рф в разделе «Академгородок 2.0»)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.