Новости

13 января, 2023 14:36

Ученые выяснили, как распространяются частицы платины и палладия в московской пыли

Ученые лаборатории геохимии наночастиц подведомственного Минобрнауки России Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского (ГЕОХИ РАН) выяснили, как распределяются в московской городской пыли платина и палладий, выбрасываемые из автомобильных катализаторов. Результаты исследования опубликованы в одном из международных журналов. Работы проведены при поддержке Минобрнауки России и РНФ.
Платина и палладий из автомобильных катализаторов в окружающей среде. Источник: пресс-служба Минобрнауки России

Автомобильный катализатор — это устройство в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания. Он обеспечивает существенное снижение уровня вредных выбросов в атмосферу. Покрытие внутренней части корпуса катализатора содержит драгоценные металлы, относящиеся к платиновой группе (главным образом — платина и палладий) в виде металлических наночастиц. При «старении» автомобильных катализаторов платина и палладий попадают в атмосферу и скапливаются в дорожной пыли.

Ученые провели исследование более семидесяти проб осевшей пыли, собранной в Москве, на территории, ограниченной Третьим транспортным кольцом, на автомагистралях, второстепенных дорогах, в парковых и жилых зонах. Для изучения проб пыли ученые использовали комплекс взаимодополняющих методов:

- мембранную фильтрацию и центрифугирование для выделения частиц пыли различного размера,
- лазерную дифракцию и электронную микроскопию для оценки размера и морфологии выделенных частиц,
- атомно-эмиссионную и масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой для их элементного анализа.

Для оценки размера и содержания наночастиц платины и палладия в образцах пыли ученые применяли метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в режиме анализа единичных (отдельных) частиц. Как отмечают в научном институте, авторы работы — единственные на сегодняшний день в России — не только владеют, но и широко используют этот метод для изучения наночастиц окружающей среды.

«Согласно данным Всемирной организации здравоохранения растворимые формы платины и палладия (хлоридные комплексы) могут быть токсичны или вызывать аллергические реакции, о чем свидетельствуют исследования как in vitro (в пробирке), так и in vivo (на живых организмах). Растворимые формы платины и палладия могут задерживаться в почках, печени, селезенке при ингаляционном попадании в организм (выводятся, но не очень быстро). Целью нашей работы не являлась просто оценка содержания платины и палладия в пыли, а именно их распределение между фракциями наночастиц, микрочастиц и водорастворимой фракцией, что ранее не изучали. Впервые мы определили содержание наночастиц и растворимых форм платины и палладия в московской пыли», — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории геохимии наночастиц ГЕОХИ РАН, кандидат химических наук Михаил Ермолин.

Результаты исследования выглядят так: общее среднее содержание платины в исследуемых пробах дорожной пыли составляет 35 нг/г, а палладия — 235 нг/г. В среднем в растворимых формах присутствуют 10% платины и 4% палладия от их общего содержания в пыли. На наночастицы приходится менее 2% платины и палладия. Выявленные концентрации платины и палладия значительно выше средних концентраций платины и палладия в земной коре (около 1 нг/г).

Как отмечают в ГЕОХИ РАН, выявленные концентрации в пыли на 1–2 порядка выше — из-за загрязнения выбросами автокатализаторов. Основная доля этих металлов находится во фракции микрочастиц. Несмотря на то, что платина и палладий в виде микрочастиц относительно инертны (малоподвижны), при изменении условий окружающей среды они могут переходить в растворимые, более подвижные и токсичные соединения.

«Однако, по данным ВОЗ, в настоящее время угрозы, связанные с выбросом платины и палладия из автомобильных катализаторов, отсутствуют вследствие низких концентраций. Быть может, в перспективе полученные нами результаты, послужат основой для разработки технологий извлечения полезных компонентов, в том числе платиновых металлов из пыли», — подводит итог заместитель директора ГЕОХИ РАН, заведующий лабораторией геохимии наночастиц, доктор химических наук Петр Федотов.


22 мая, 2024
Сверхпрочные алмазные контейнеры помогут увидеть рентгеновские лучи
Ученые получили композит нового типа на основе алмаза и люминесцентных наночастиц внутри него. Разра...
20 мая, 2024
Препарат для персонализированной терапии опухолевых заболеваний создали ученые ННГУ
Ученым ННГУ им. Н. И. Лобачевского удалось соединить внутри одного препарата несколько действующих...