Электронно-лучевая обработка воды с растворенным красителем полностью уничтожила его мутагенность
Ученые лаборатории электронно-лучевой конверсии энергоносителей ИФХЭ РАН совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета и Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН впервые доказали, что электронно-лучевая обработка мутагенных органических соединений с сопряженными связями приводит к полному устранению мутагенности.
На примере пищевого красителя ПОНСО 4R (E124) в водном растворе показано, что в процессе обработки электронами с дозой 1,5 кГр при концентрации красителя 0,02 граммов на кубический дециметр он полностью обесцветился. Тестирование мутагенности по методу Эймса показало устранение мутагенности до уровня спонтанного мутагенеза.
При обработке красителя электронами происходит присоединение ОН-радикалов, возникших в ходе радиолиза воды, к системе сопряженных внутримолекулярных связей молекулы Е124 с образованием ОН-аддуктов. Из-за этого от молекулы отщепляются активные группы, имеющие более низкую энергию связи, и снижается ее растворимость и ее подвижность в реакциях с ДНК. Стабильность молекулы уменьшается из-за повреждения внутримолекулярной системы сопряженных связей, включая связующий мостик N=N между нафталиновыми звеньями.
Таким образом, с красителем взаимодействуют радикалы, возникающие при электронно-лучевой обработке раствора. При дозе 1,5кГр каждая молекула Е124 в растворе может взаимодействовать с несколькими радикалами ОН и потерять все боковые группы без образования мутагенов и токсичных соединений.
Обезвреживание электронами не требует предварительной подготовки раствора и на настоящий момент является единственным практическим способом необратимого устранения мутагенности. При фотолизе, в отличие от электронно-лучевой обработки, энергия света поглощается непосредственно молекулами красителя, что в условиях малой концентрации вещества значительно менее выгодно. Длительный фотолиз солнечным светом не устраняет мутагенность Е124.
Краситель «красный кошенилевый» ПОНСО 4R – искусственное соединение, синтезируемое из ароматических углеводородов. Он разрешен к использованию в качестве пищевой добавки в России и странах Евросоюза (кроме Финляндии) и запрещен в США и Норвегии. Он является неспецифическим мутагеном. Благодаря внутримолекулярному сопряжению химических связей ароматические красители, такие как ПОНСО 4R, устойчивы в широком диапазоне температур. В пищевой промышленности их используют и при замораживании, и при стерилизации продуктов.
Искусственные красители, применяемые в пищевой промышленности, впоследствии в большом количестве оказываются в сточных водах. Это искусственные соединения, и природные организмы не умеют их разлагать. Некоторые красители под действием солнечного света и других растворенных веществ преобразуются в токсичные вещества. Все они снижают прозрачность воды и препятствуют фотосинтезу. Многие из них обладают мутагенностью.
В настоящее время внимание к вопросам генетической безопасности человека усиливается. Ионы тяжелых металлов, поступающие из автомобильных выхлопов, пищевые добавки, компоненты косметических средств и бытовой химии, выбросы предприятий, активные формы кислорода, выделяемые, в том числе, людьми в процессе метаболизма под действием перечисленных негативных факторов, — все это провоцирует развитие у людей онкологических и генетических заболеваний. Количество провоцирующих факторов растет. Метод редактирования генома, как оказалось, пока еще не является рабочим средством для лечения генетических болезней; поэтому тем более важно нейтрализовать потенциальные мутагены.
Электронно-лучевая обработка сточных и промышленных вод – преобразование имеющихся в воде примесей в извлекаемую или безопасную форму посредством облучения воды ускоренными электронами. Электроны способны разрушать токсичные радикалы, уничтожать микробы, в том числе в спорах, переводить растворимые соединения в нерастворимые. В присутствии воздуха электроны ускоряют окисление примесей, и очистка воды происходит в миллионы быстрее, чем в прудах-аэраторах. Без доступа воздуха под действием электронов происходит восстановление примесей, и они переходят в малорастворимые или нерастворимые соединения, которые легко извлечь.
При электронно-лучевой обработке не используются химикаты, следовательно, не повышается содержание солей в воде. Обезвреживание примесей происходит необратимо и практически мгновенно.
Уменьшение количество примесей и обесцвечивание воды благоприятствуют природному фотосинтезу, а увеличение биоразлагаемости примесей уменьшает расход кислорода. Таким образом, электронно-лучевая обработка способствует насыщению воды кислородом, что необходимо для жизни полезных обитателей водоема – растений, рыбы, моллюсков и так далее.
В результате электронно-лучевой обработки получается чистая прозрачная вода, в которой достаточно кислорода и могут развиваться водоросли, рыбы, моллюски и другая живность.
В отличие от других способов обеззараживания, электронно-лучевая обработка при увеличении масштаба становится более выгодной, потому что получение ускоренных электронов на крупном ускорителе обходится дешевле.
Изучение инактивирования примесей с помощью электронно-лучевых технологий — часть комплексного проекта по использованию электронно-лучевых технологий для обезвреживания отходов и аварийных техногенных выбросов. Проект первой в мире комплексной системы крупнотоннажной очистки воды с помощью электронно-лучевых технологий, дополненной системой экологического мониторинга, разработан ИФХЭ РАН и ИЯФ СО РАН совместно с другими институтами и университетами. Проект включает создание новых сверхмощных ускорителей электронов (каких нет еще ни в одной стране) и технологического оборудования для них; создание мобильного ускорительного комплекса, который в трейлере можно переместить к месту аварии; создание системы экологического мониторинга, позволяющего учитывать накопительные эффекты загрязнений и их генно-модифицирующие свойства.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно