Что такое пыль и насколько она мешает горожанам, жители Апатитов знают не понаслышке. Уровень урбанизации неуклонно возрастает, и проблемы, связанные с качеством воздуха, обостряются с каждым годом. Размеры и концентрация микрочастиц в воздухе – важнейший индикатор его качества, однако причины их высокой токсичности пока изучены слабо. В последние годы пристальное внимание ученые уделяют вопросам изучения микробиома (сообщества микроорганизмов) воздуха, качество которого оказывает прямое воздействие на здоровье человека. Поэтому российские ученые озадачились изучением пыли на городских улицах Москвы и Мурманска.
Участники проекта размещают на дереве прибор для отбора воздуха для изучения потенциально опасных микроорганизмов / ©Пресс-служба КНЦ РАН
В 2019 году при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований стартовал проект «Биогенные характеристики микрочастиц в крупных городах: структура микробного сообщества, патогенность и определяющие факторы». Участниками проекта стали Российский университет дружбы народов и подразделения Кольского научного центра РАН: Институт проблем промышленной экологии Севера, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени Тананаева и Лаборатория природоподобных технологий и техносферной безопасности Арктики.
Особое внимание исследователи уделяют именно биологической составляющей микрочастиц и комбинируют современные метагеномные методы и классические экспериментальные подходы для поиска факторов, определяющих разнообразие и активность микробиома. Они проводят комплексные исследования биологических и физико-химических характеристик городской пыли в системе «воздух-растения-почва».
В этом сезоне ученые отбирают образцы пыли в трех крупных городах, находящихся в разных климатических зонах: в Мурманске, Москве и Риме. Свойства микрочастиц изучают в зависимости от погоды, источников загрязнения, здоровья горожан, а также от расположения точек отбора проб в черте города – это могут быть и индустриальные зоны, и места отдыха, и так называемые «спальные районы».
Как поясняет участник проекта, старший научный сотрудник Института проблем промышленной экологии Севера Мария Корнейкова, количество потенциально опасных для человека микроорганизмов в воздухе Мурманска меньше, чем в Москве, однако содержание вредных веществ в мурманской пыли, оседающей на поверхности листьев и дорожных покрытий, больше, чем в московской.
Большое влияние на перераспределение пыли между пассивными накопителями (листья деревьев, поверхность дорог и так далее) оказывает стратегия ухода за территориями в городах. Так, в Москве химические элементы накапливаются больше на асфальтовом покрытии, чем на поверхности листьев. Возможно, это связано тем, что в Москве достаточно регулярно моют дороги. Для Мурманска подобной тенденции не замечено.
На основании полученных данных будут сделаны выводы о влиянии растительности, климата и человеческой деятельности на качество воздуха и характеристики пыли в городах. Исследователи определят, как распространяются и проявляют активность потенциально опасные микроорганизмы, и оценят их связь с сезонными пиками типичных для каждого города заболеваний.
Полученные знания можно использовать для создания моделей глобального и локального распределения микроорганизмов, для обновления критериев качества воздуха, а также для создания эффективной системы биомониторинга. В городах, где проводят исследования, уже установили пробоотборники, состоящие из непрерывно прокачивающего воздух насоса и импактора, разделяющего пыль на фракции различного размера.
Оседающие на кварцевом фильтре частицы определенного размера несколько раз в год направляют в лаборатории для биологического и химического анализа. Мария Корнейкова надеется, что система биомониторинга поможет контролировать причины, влияющие на здоровье горожан, и поспособствует устойчивому развитию городской среды.
