Влияние твердых частиц выхлопных газов на биоценоз современного города в эксперименте

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 15-14-20032

НазваниеВлияние твердых частиц выхлопных газов на биоценоз современного города в эксперименте

Руководитель Тсатсакис Аристидис, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" , Приморский край

Конкурс №8 - Конкурс 2015 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований в небольших группах под руководством ведущих российских и зарубежных ученых»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-107 - Экология биосистем

Ключевые слова выхлопные газы, твердые частицы, загрязнение, сажа, тяжелые металлы, токсикология

Код ГРНТИ34.47.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Автотранспорт на сегодняшний день играет одну из ключевых ролей в жизни человека, но работа любого транспортного средства, оснащенного двигателем внутреннего сгорания сопровождается выбросами отработанных газов, которые являются многокомпонентной средой негативно воздействующей на атмосферу, и, как следствие, на здоровье людей. Вклад автомобильных выхлопов в загрязнение атмосферы городов исследуется и по мнению некоторых авторов, он составляет от 50 до 90 % от общего объема выбрасываемых в воздух веществ (Arhami et al., 2009; Amato et., 2011). В последнее время изучением твердых частиц в выхлопных газов отводится более пристальное внимание и значение. Это связанно прежде всего с тем, что появляются приборы и аппараты позволяющие проводить подобные исследование, а так же тот факт что находятся все больше доказательств о вредном воздействии этих частиц на здоровье людей. Методы исследований выхлопных газов всесторонне регламентированы большим количеством отраслевых (ОСТ) и государственных стандартов (ГОСТ) в России и за рубежом (Wargo et al., 2006; Порватов, Кристальный, 2010; Нигматуллин и др., 2011). Однако нормативной документацией регламентируется количественная характеристика твердых частиц выбрасываемых с выхлопными газами на километр пути или кВт мощности двигателя. В результате исследований (Гольдблат и др., 1972; Clark, Vigil, 1980; Лукшо, Миронов, 2009; Genc et al., 2010; Mcdonald et al., 2012; Reche et al., 2012; Турбина, 2012; Carlsten et al., 2013; Carvalho et al., 2013) установлено, что отработавшие газы автомобильных двигателей представляют серьезную опасность для здоровья людей и наносят серьезный вред окружающей среде. Есть новейшие данные, о том, что выхлопы автомобилей непосредственно задействованы в патогенезе аллергических заболеваниях (Siegel et al., 2004; Jenerowicz et al., 2012; Larcombe et al., 2014), бронхиальной астмы (Al-Daghri et al., 2014) и болезней нервной системы человека (Deering-Rice et al., 2011). Исследуется влияние автотранспорта на городскую среду, но результаты не ассимилируются с исследованиями самих выхлопных газов и их составляющих, в том числе, твердых частиц. Крайне мало данных о гранулометрическом и элементном составе твердых частиц, зависимости от пробега, типа двигателя и топлива автомобиля, что не позволяет адекватно оценить их экологическое воздействие на окружающую среду, в том числе атмосферу и возможные последствия для здоровья людей. Как было отмечено выше, при установлении степени влияния твердых частиц выхлопов на загрязнение атмосферного воздуха и воздействию на человека крайне важно оценить их качественный и количественный состав. Но к сожалению нормативной литературой данные показатели не регламентируется, что ставит результат нашей работы как один из возможных фактов того, что действующие нормативные акты по охране атмосферы и здоровью людей нуждаются в дополнительной доработке. Мы запатентовали метод (№2525051) с помощью, которого мы можем концентрировать твердые частицы выхлопных газов в количестве десятков граммов. Этот метод отбора позволяет характеризовать их с помощью комплексного метода, включающего сканирующую электронную микроскопию, лазерную гранулометрию, рамановскую спектрометрию и ИК-Фурье-спектрометрию. Данная работа предполагает исследовать токсическое влияние нативных твердых частиц выхлопных газов на различные таксоны живых существ, обитающих в современном городе (одноклеточные, растения, беспозвоночные и млекопитающие) для выявления общих реакций, закономерностей и наиболее уязвимых звеньев биоценоза. Нами при предварительном исследовании выделены основные компоненты твердых частиц выхлопных газов: сажа, пепел, полиароматические углеводороды, тяжелые металлы (Cr, Pb, Cu, Fe и другие), драгоценные металлы (Au, Pt, Ir, Pd, Ag), редкоземельные элементы (Ce, La). Стоит отметить, что большинство данных частиц (в том числе, и металлических) находятся в нано- и микродиапозоне. Цель данного проекта - исследование у основных представителей городского биоценоза основных метаболических путей воздействия токсикантов: цитотоксичность (МТТ-тест, проточная цитофлуориметрия с витальным красителем), апоптоз (p53, p21, NF-kB), система вторичных посредников (цАМФ, цГМФ, аденилат-циклаза), окисление липидов (каталаза, СОД, АОА, МДА, ДК, гидроперекиси липидов, кетодиены и сопряженные триены, соединения с изолированной двойной связью и другие), белков и ДНК, физиология иммунных клеток (фагоцитоз, НСТ-тест, CD95+, CD25+, CD126+), мутагенность (тест Эймса).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Венкатаманан Р., Шрути С., Антони Ф.С., Раман Т., Тсатсакис А.М., Голохваст К.С., Кумар В.В. Synthesis of Co3O4 nanoparticles with block and sphere morphology, and investigation into the influence of morphology on biological toxicity Experimental and Therapeutic Medicine, Volume 11, Issue 2, Pages 553-560 (год публикации - 2016)

2. Golokhvast K.S., Chernyshev V.V., Chaika V.V., Ugay S.M., Zelinskaya E.V., Tsatsakis A.M., Karakitsios S.P., Sarigiannis D.A. Size-segregated emissions and metal content of particles emitted by vehicles with low and high mileage: implications to population exposure Environmental Research, Vol. 142. P. 479-485. (год публикации - 2015)
10.1016/j.envres.2015.07.018

3. Vitkina T.I., Yankova V.I., Gvozdenko T.A., Kuznetsov V.L., Krasnikov D.V., Nazarenko A.V., Chaika V.V., Smagin S.V., Tsatsakis A., Engin A.B., Karakitsios S.P., Sarigiannis D.A., Golokhvast K.S. The impact of multi-walled carbon nanotubes with different amount of metallic impurities on immunometabolic parameters in healthy volunteers Food and Chemical Toxicology (год публикации - 2015)

4. Veremchuk L., Yankova V., Vitkina T., Nazarenko A., Golokhvast K. Urban air pollution, climate and their impact on asthma morbidity Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, Available online 7 November 2015 (год публикации - 2015)
10.1016/j.apjtb.2015.10.001

5. Fenga C., Gangemi S., Giambò F., Tsitsimpikou C., Golokhvast Kirill, Tsatsakis Aristidis, Costa C. Low-dose occupational exposure to benzene and signal transduction pathways involved in the regulation of cellular response to oxidative stress Life Sciences (год публикации - 2015)

6. Engin A.B., Neagu M., Golokhvast K., Tsatsakis A. Nanoparticles and endothelium: an update on the toxicological interactions Farmacia, Vol. 63, №6. P. 1-13. (год публикации - 2015)

7. Sayapina N.V., Sergievich A.A., Kuznetsov V.L., Chaika V.V., Lisitskaya I.G., Korolev R.A., Khoroshikh P.P., Batalova T.A., Tsarouhas K., Spandidos D.A., Tsatsakis A.M., Fenga C., Golokhvast K.S. Influence of multi-walled carbon nanotubes on the cognitive abilities of wistar rats Experimental and Therapeutic Medicine, Volume 12, Issue 3, Pages 1311-1318 (год публикации - 2015)

Публикации

1. Голохваст К.С., Чернышев В.В., Угай С.М. Car Exhausts And Human Ecology Human Ecology, №1, pp. 9-14 (год публикации - 2016)

2. Балмури С.Р., Селвараж У., Кумар В.В., Антони С.П., Тсатсакис А.М., Голохваст К.С., Раман Т. Effect of surfactant in mitigating cadmium oxide nanoparticle toxicity: implications for mitigating cadmium toxicity in environment Environmental Research, Vol. 152. P. 141-149 (год публикации - 2017)
10.1016/j.envres.2016.10.005

3. Пиперигкоу З., Караманоу К., Энджин А.Б., Дочеа А.О., Виниос Д.Х., Павао М.С.Г., Голохваст К.С., Штильман М.И., Аргирис А., Шишатская Е., Тастакис А.М. Emerging aspects of nanotoxicology in health and disease: from agriculture and food sector to cancer therapeutics Food and Chemical Toxicology, Vol. 91. P. 42-57 (год публикации - 2016)
10.1016/j.fct.2016.03.003

4. Захаренко А.М., Энджин А.Б., Чернышев В.В., Чайка В.В., Угай С.М., Резае Р., Карими Г., Дрозд В.А., Никитина А.В., Соломенник С.Ф., Кудрявкина О.Р., Ксин Л., Венпен И., Дзаздаракис М., Тсатсакис А.М., Голохваст К.С. Basophil mediated pro-allergic inflammation in vehicle-emitted particles exposure Environmental Research, Vol. 152. P. 308-314 (год публикации - 2017)
10.1016/j.envres.2016.10.031

5. Бостан Х.Б., Резае Р., Валокала М.Г., Тсарухас К., Голохваст К.С., Тсатсакис А.М., Карими Г. Cardiotoxicity of nano-particles Life Sciences, Vol. 165, pp. 91–99 (год публикации - 2016)
10.1016/j.lfs.2016.09.017

Публикации

1. Чернышев В.В., Захаренко А.М., Угай С.М., Хиен Т.Т., Хаи Л.Х., Холодов А.С., Стратидакис А.К., Межуев Я.О., Тсатсакис А.М., Голохваст К.С. MORPHOLOGIC AND CHEMICAL COMPOSITION OF PARTICULATE MATTER IN MOTORCYCLE ENGINE EXHAUST Toxicology Reports (год публикации - 2017)

2. Энджин А.Б., Неагу М., Никитович Д., Генрих_Ноак П., Доча А.О., Штильман М.И., Голохваст К.С., Тсатсакис А.М. Mechanistic understanding of nanoparticles’ interactions with extracellular matrix: The cell and immune system Particle and Fibre Toxicology, №14. 22 (год публикации - 2017)
10.1186/s12989-017-0199-z

3. Пападопоулоу А., Петротос К., Стагос Д., Герасопоулос К., Маимарис А., Макрис Х., Кафантарис И., Макри С., Керасиои Е., Хабалаки М., Бриеудес В., Нтаси Г., Коккас С., Жимас П., Гоулас П., Захаренко А.М., Голохваст К.С., Тсатсакис А.М., Коуретас Д. Enhancement of antioxidant mechanisms and reduction of oxidative stress in chickens after the administration of drinking water enriched with polyphenolic powder from olive mill waste waters Oxidative Medicine and Cellular Longevity, Volume 2017, 2017, Номер статьи 8273160 (год публикации - 2017)
10.1155/2017/8273160

4. Чернышев В.В., Захаренко А.М., Угай С.М., Хиен Т.Т., Хаи Л.Х., Холодов А.С., Стратидакис А.К., Межуев Я.О., Тсатсакис А.М., Голохваст К.С. MORPHOLOGIC AND CHEMICAL COMPOSITION OF PARTICULATE MATTER IN BUS ENGINE EXHAUST Toxicology Reports (год публикации - 2017)

5. Влияние на окружающую среду генетически измененных растений: обзор Environmental impacts of genetically modified plants: A review ENVIRONMENTAL RESEARCH, Volume 156, 2017, Pages 818-833 (год публикации - 2017)
10.1016/j.envres.2017.03.011