Розроблено інноваційну методологію оцінки ризиків впливу наночастинок важких металів.

Внаслідок широкого використання фосфорних добрив, гербіцидів, щорічного збільшення викидів та накопичення відходів промислових, паливних та енергетичних підприємств, хімічних заводів спостерігається підвищення концентрацій важких металів у всіх екосистемах. Серед них кадмій, який є одним із найбільш токсичних металів для всіх живих організмів, включаючи рослини.

Вчені АБіБ представили нову стратегію детального вивчення видоутворення кадмію та його локалізації в клітинах і тканинах ярого ячменю (Hordeum vulgare L.) in situ («на місці», в природному середовищі) з використанням найновіших фізичних методів, заснованих на використанні синхротронного пучка.

«Вперше це дослідження поєднує технологічні та аналітичні інструментальні методи, включаючи синтез наночастинок CdO та їх якісну і кількісну оцінку, для вивчення трансформації, структурних і функціональних змін сполук CdO в нано- та макроформах у тканинах рослини. Такий комбінований підхід може бути використаний для оцінки ризику, пов'язаного з впливом наночастинок різних металевих сполук», – основний виконавець проекту, PhD, висококваліфікований спеціаліст АБіБ ЮФУ Вішну Раджпут.

Використані вченими ЮФУ комплекс різних методів, таких як інфрачервона спектроскопія з перетворенням Фур'є (FTIR), динамічне розсіювання світла (DLS), рентгенофлуоресцентний аналіз (XRF), скануюча електронна мікроскопія (SEM-EDXMA та TEM), дифракція рентгенівських променів (XRD) та експериментальні методи XAFS-спектроскопії, дозволили виявити кількісні відмінності в елементному хімічному складі зразків коренів та листя ячменю.

«Згідно з результатами рентгеноструктурного аналізу, наночастинки CdO проникають глибоко в тканини рослин ячменю, де накопичуються та утворюють нові мінеральні фази. Було виявлено, що токсичний вплив наночастинок CdO суттєво впливає на морфологію внутрішньоклітинних структур, які є основними органелами фотосинтезу, тому деструктивні зміни в них, очевидно, знижують рівень метаболічних процесів, що забезпечують ріст рослин. Це дослідження дало змогу продемонструвати, як можна комбінувати деякі інструментальні методи для вивчення характеристик та поведінки наночастинок у складних матрицях живих організмів», – керівник проекту, доктор фізико-математичних наук, провідний науковий співробітник НДІ фізики ЮФУ Вікторія Шуваєва.

Дослідження опубліковано в журналі Environmental Research за підтримки гранта Російського наукового фонду «Оцінка стану забруднених ґрунтів та рослин з використанням синхротронних методів».