Аллергенная пыльца летает повсюду
Аллергенная пыльца летает повсюду

Уточнен состав содержащегося в воздухе аэрозоля

Ученые из Новосибирского академгородка установили, что на пике цветения березы и сосны в Новосибирской области содержание пыльцы в атмосферном аэрозоле может достигать 50 %, а иногда доходить до 80 %. Помимо этого, ими был определен элементный состав пыльцы 13 видов распространенных в Западной Сибири деревьев. Выяснилось, что разные деревья накапливают разные химическое элементы. Результаты работы опубликованы в журнале «Интерэкспо Гео-Сибирь».

Атмосферный аэрозоль – это твердые и жидкие частички в атмосфере размером от нанометров до сотен микрометров. В основном это пыль, морская соль, сажа лесных пожаров, пепел вулканических извержений, продукты техногенной деятельности человека, а также споры и пыльца растений. Концентрация атмосферного аэрозоля очень изменчива. В одной и той же точке она может различаться в 1000 раз в зависимости от времени года, наличия снежного покрова, пылевых бурь и др.

Одна береза за 7 - 10 дней цветения выдает примерно 1,5 кг пыльцы или несколько центнеров в пересчете на гектар березового леса. Пыльца содержит белки, на которые человек реагирует выработкой иммуноглобулина Е, что может привести к аллергической реакции. Такие аллергенные белки характерны для пыльцы березы, сосны, злаков и некоторых трав (полынь, марь белая, марь красная, лебеда, крапива, конопля и др.), которые цветут с конца июня до начала сентября. Пыльца содержит ряд химических элементов, которые накапливаются в растении неравномерно. Выброс пыльцы, как правило, совпадает с моментом наивысшей турбулентности атмосферы.

Пыльца двукисточника тростникового. Источник: В. Головко

Состав аэрозоли в атмосферном воздухе определяли в Институте химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского Сибирского отделения РАН (ИХКГ СО РАН). А содержание химических элементов в пыльце разных деревьев - в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения Института ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН).

Чтобы определить процентное содержание пыльцы в атмосферном аэрозоле, специалисты ИХКГ СО РАН отбирали пробы споровой ловушкой, а затем определяли счетную и массовую концентрации пыльцы в единице объема. Одновременно через специальный фильтр пропускался определенный объем воздуха, содержащий атмосферный аэрозоль. После этого общая масса осадка на фильтре сопоставлялась с усредненным значением массовой концентрации пыльцы в атмосфере.


Гидратированная, то есть увлажненная пыльца пихты. Источник: В. Головко
 

«Мы собирали пыльцу в новосибирском Академгородке и его окрестностях, – уточнил кандидат биологических наук, ведущий инженер ИХКГ СО РАН Владимир Головко, – Специально выбрали место, где отсутствуют крупные промышленные выбросы и оживленное дорожное движение, чтобы можно было оценить фоновые показатели аэрозоля. Пункт наблюдения находился в Приобском боровом округе, в зоне с преобладанием лесостепной растительности. Так что полученные результаты можно проецировать не только на Новосибирск, но и частично на весь Западно-Сибирский регион и отчасти на лесостепную и бореальную зону в целом». Ученый подчеркнул, что на фоновый атмосферный аэрозоль в конкретной местности будут воздействовать локальные источники выбросов, например, эрозия почв от строительных работ.

В период цветения ученые собрали пыльцу 13 видов деревьев: березы бородавчатой, сосны обыкновенной, ели сибирской, лиственницы сибирской, клена ясенелистного, осины, дуба черешчатого, ивы пятитычинковой, липы сердцелистной, ольхи черной, облепихи крушиновой, ореха манчжурского. После чего из пыльцы с помощью специального пресса под давлением в несколько десятков атмосфер были сформированы таблетки весом 30 миллиграмм.

Исследование таблеток проводилось на экспериментальной станции «Локальный и сканирующий рентгенофлуоресцентный элементный анализ» накопителя ВЭПП-3 Центра коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» ИЯФ СО РАН. «Элементный анализ основан на том, – объяснил кандидат физико-математических наук, ученый секретарь ИЯФ СО РАН Яков Валерьевич Ракшун, – что при возбуждении атомов вещества синхротронным излучением возникает характеристическое (флуоресцентное) рентгеновское излучение. Каждому элементу таблицы Менделеева соответствует свой набор линий излучения, поэтому по спектру флуоресценции можно установить состав вещества».

Станция «Локальный и сканирующий рентгенофлуоресцентный элементный анализ» накопителя ВЭПП-3 Центра коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» ИЯФ СО РАН. Автор Светлана Ерыгина.

По количеству того или иного элемента в пыльце можно судить о многих параметрах экосистемы, в которой произрастает растение. Например, пыльца служит кормом для насекомых, и ее элементный состав позволяет оценить накопление химических элементов в пищевой цепи. Также по наличию в пыльце элементов можно определить химический состав почв и экологию в том регионе, где она была собрана.

Кроме того, элементы, содержащиеся в ней, биологически активны и очень востребованы самими растениями. Известно, что в отдельных олиготрофных, то есть малопродуктивных биоценозах, например, бедных минеральными веществами озерах, поступление серы с пыльцой сосны является жизненно важным фактором! А при отсутствии других источников минерального питания пыльца играет заметную роль как удобрение. По ее элементному составу можно делать выводы и о состоянии самого растения, так как оно избирательно накапливает ряд химических элементов. Атомы этих элементов, как правило, входят в состав коферментов, иначе говоря, молекул небелковой природы, которые растение старается накопить в своих тканях.

Ученые определили содержание 21 химического элемента в пыльце. Оказалось, что больше всего в ней калия, кальция и железа. Причем, пихта, ель сибирская и осина больше всего накапливают калий; липа сердцелистная, ива пятитычинковая и клен ясенелистный – кальций; клен, липа и дуб черешчатый – железо. Этими же элементами богаче всего оказалась почва. Меньше всего в пыльце обнаружили селена и мышьяка, в то время как почва наиболее бедна на селен и молибден.

Исследователи обращают внимание, что пыльца в период массового цветения может существенно изменить содержание некоторых химических элементов в атмосферном аэрозоле и даже дать ложный повод к поиску их особого внешнего источника.

Ягуар – родственник льва! Далее в рубрике Ягуар – родственник льва!Российские ученые расшифровывают геномы больших кошек, чтобы предотвратить их исчезновение

Комментарии

Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Читайте только самое важное!
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях и читайте наиболее актуальные материалы
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»