Lietuvos ir Izraelio mokslininkai apie kietąsias daleles: paniką išsklaido gilesnis reiškinio supratimas

Kietųjų dalelių kiekis aplinkos ore paprastai padidėja ne tik gaisrų metu. Pranešimus apie didesnes jų koncentracijas galime išgirsti šildymo sezono metu arba pavasarį, kai į orą dėl sausų ir vėjuotų orų yra pakeliamos smėlio ir purvo sąšlavos, po žiemos susikaupusios miestų gatvėse.  

Anot specialistų, oro taršos padidėjimui įtaką daro ne tik kietosios dalelės, bet ir ore esantys skysčio lašeliai. Kietųjų dalelių ir skysčio lašelių mišinys, esantis ore, vadinamas aerozoliu. Jo sudėtyje gali būti įvairių komponentų: rūgščių, sulfatų, nitratų, organinių junginių, sunkiųjų metalų, dirvožemio dalelių, dulkių, suodžių.

Mokslininkai iš Lietuvos ir Izraelio sako, kad dalelės mus supančioje aplinkoje gali turėti ir mums naudingų taikymo sričių. Tad kuo gi ypatingos tos ore sklandančios dalelės? Ar jos iš tiesų tik kenksmingos mūsų sveikatai? Ir kaip jos prisideda prie klimato kaitos? Kalbinti specialistai pabrėžia – paniką išsklaido gilesnis reiškinio supratimas.

Kuo mažesnės – tuo pavojingesnės?

Anot Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakulteto (KTU CTF) profesoriaus Lino Kliučininko, dalelių sudėtyje gali būti cheminių medžiagų, kurios egzistuoja dujiniu, kietu ar skystu pavidalu. Būtent jos sukelia kvėpavimo takų, alergijos ar net vėžinius susirgimus.

KTU Aplinkosaugos technologijos katedros mokslininkas paaiškina: stambiosios dalelės, kurių dydis siekia apie 10 mikrometrų, yra mažiau pavojingos, nes jos geba pasišalinti iš organizmo. Tokios dalelės paprastai susidaro birių medžiagų apdorojimo metu. Pasak profesoriaus, pačios pavojingiausios yra žmogaus organizme pasiliekančios smulkiosios, submikroninės dalelės, įskaitant ir nanodaleles – jos yra mažesnės už 1 mikrometrą. Šios dalelės paprastai susiformuoja dėl degimo procesų ir cheminių reakcijų.

Izraelio mokslininkas, Ben Guriono universiteto profesorius David Katoshevski, Kaune viešėjęs KTU tarptautinių ryšių departamento kvietimu, patikslina – bendrąja prasme dalelės yra kenksmingos tuo atveju, jeigu jos susiformuoja vykstant taršiems, žmogaus sveikatai pavojingiems procesams.

Jo teigimu, kenksmingos sudėties nanodaleles žmogui net nebūtina įkvėpti, jos per kraujotakos sistemą gali lengvai pasiekti smegenis, tai pat į kūną patekti per odą.

Siūlo imtis paprastų veiksmų

„Daugiausiai dalelių susidaro degimo procesų metu, pavyzdžiui automobilių vidaus degimo varikliuose ar kituose įrenginiuose, kitaip tariant, jas „tiekia“ transportas ir pramonė – papildo D. Katoshevski, dalyvavęs KTU „Global Faculty Week 2019“  renginiuose. Mokslininko specializacija  – daugiafazių ir daugiakomponenčių srautų analizės tyrimuose. Šių tyrimų rezultatai gali būti pritaikyti oro kokybės kontrolei, nuotekų valymui, įpurškiamojo degimo valdymui.

Pasak jo, išmetamųjų dalelių emisijos mažinimas – sveikintinas žingsnis visose valstybėse, prasidedantis nuo aktyvesnio viešojo transporto naudojimo, sunkiasvorių automobilių taršos kontroliavimo.

„Nevažinėkime automobiliu po vieną, lipkime į autobusą, traukinį, ne visose teritorijose leiskime įvažiuoti automobiliams“, – ragina mokslininkas, vardindamas paprastus veiksmus, kurių gali imtis kiekvienas gyventojas.

Izraelio mokslininkas gana atsargiai vertina radikalią idėją atsisakyti oro transporto priemonių ir nebekeliauti lėktuvais, kurią propaguoja klimato aktyvistė iš Švedijos Greta Thunberg.

„Nemanau, kad šiandienos pasaulyje galima išvengti degalų naudojimo, tačiau galima imtis kontroliuoti jo naudojimą, minimizuoti kuro sąnaudas“, – sako jis.

Susidaro ne tik dėl žmonių veiklos

KTU mokslininkas L. Kliučininkas atkreipia dėmesį, kad aerozolio dalelių šaltiniai yra ne tik žmogaus veiklos padariniai. Dalelės susidaro ir dėl gamtinių reiškinių – jų atsiradimą lemia miškų gaisrai, vulkanų išsiveržimai ir panašūs reiškiniai. Kietųjų dalelių šaltiniais gali būti dykumos dulkės, suodžiai, organinės medžiagos, bakterijos, žiedadulkės, grybelio sporos, vulkaniniai pelenai ir kitos medžiagos. „Pavyzdžiui, kai kuriuos didmiesčius varginantis smogas gali susidaryti sąveikaujant dūmams ir rūkui“, – priduria profesorius.

Pasak Izraelio mokslininko, dalelių įtaka kvėpavimo sistemai, ypač plaučiams, yra aiškesnė, tuo tarpu poveikis smegenims – mažiau ištirtas. „Kol kas mokslininkams dar ne visai aišku, ką jos daro. Aišku, kad jos pasiekia smegenis. Tarkime, yra atlikti eksperimentai su pelėmis, kurie įrodo tokių procesų ryšį“, – teigia jis

Aplinkosaugos inžinerijos studijų programos studentams dėstantis L. Kliučininkas pastebi, kad nanodalelių tyrimus apsunkina jų dydžio ypatybės – šiuolaikinis mokslas dar nepajėgus atsakyti į visus klausimus.

„Prietaisai, galintys išmatuoti nano lygmens reiškinius, atsirado ne taip jau ir seniai, todėl šiuo metu daug tyrimų įvairiose mokslo srityse yra atliekama būtent nano lygmenyje“, – sako profesorius. – Šiuo metu yra sukaupta nemažai eksperimentinių duomenų, tačiau labai stokoja teorinių apibendrinimų, kurie paaiškintų naujai atrastų reiškinių prigimtį“.

Kalbėdamas apie nepakankamai ištirtus reiškinius, jis pateikia pavyzdį apie vadinamuosius „ledo branduolius“, kuriuos šiuolaikinis mokslas ėmėsi tirti dar visai neseniai. Nustatyta, kad iš aerozolio dalelių susidaro „ledo branduoliai“ – tai dariniai, kurie svarbūs debesų formavimuisi. „Kol kas labai mažai yra žinoma apie aerozolio dalelių erdvinį pasiskirstymą, jų bendrą reikšmę debesų susiformavimui ir globaliam klimatui. Dar nerasta vienareikšmių atsakymų, kokį indėlį į ledo branduolių formavimąsi įneša žmogaus ūkinės veiklos“, – paaiškina L. Kliučininkas.

Dalelės medicinoje ir farmacijoje

Diskutuodami apie daleles, mokslininkai pateikia ir daugiau įrodymų, kurie iliustruoja kitokį dalelių poveikį žmogaus organizmui, nors stereotipiškai esame įpratę daleles prilyginti teršalams. Mokslinių tyrimų rezultatai apie nanodalelių judėjimo ypatybes ypač dažnai pritaikomos medicinos ir farmacijos srityse, sprendžiant vaistų pernešimo ir įsisavinimo organizme problemas.

„Pavyzdžiui, mes geriame tabletes, o jos mūsų organizme suskyla į daleles. Arba kapsulės – jose sutelktos stambesnės dalelės. Kapsulei patekus į mūsų organizmą ją veikia sklandžio rūgštys, kapsulė suyra, o dalelės pasklinda reikiamoje organizmo vietoje.“, – paaiškina L. Kliučininkas.

Anot D. Katoshevski, šiuolaikiniame pasaulyje tobulinami magnetiniai metodai, padedantys valdyti dalelių judėjimą, kad šios atsidurtų reikiamoje organizmo vietoje. „Šiais laikais mes turime medicininių instrumentų, kurie padeda daleles sutelkti specifinėse kūno vietose, kad įvyktų numatytas medicininis procesas“, – priduria jis.

Mokslininkas pasakoja, kad šiuo metu darbuojasi projekte, kuris tobulina medicininę įrangą, padedančią pašalinti žmogaus sekretą iš respiracinės sistemos. Pavyzdžiui, tokie įrenginiai naudojami intensyvios terapijos vaikų slaugos skyriuose. Pasak D. Katoshevski, jei pacientai serga cistine fibroze, bronchiolitu ar panašiomis ligomis, organizmuose gaminasi milžiniškas kiekis gleivių, todėl kvėpavimas tampa apsunkintas. Kvėpavimą palengvina speciali įranga, kurią patobulinę mokslininkai rado būdą, kaip suskaidyti ir sufragmentuoti gleives iki tokio dydžio dalelių, kurios leistų pacientui lengviau kvėpuoti.

„Jei kalbame apie nanodaleles taršos požiūriu – tai aišku, negatyvus reiškinys. Tačiau, nanodalelės gali turėti gausybę pritaikymo būdų medicinoje, fizikoje, optikoje ir elektronikoje“, – apibendrina L. Kliučininkas.