В наших дождях появилась новая кислота. Нужно ли нам беспокоиться?
Учёные расходятся во мнениях о том, насколько опасен рост уровня трифторуксусной кислоты (ТФУ) в окружающей среде.
В дождевой воде, озёрах, реках, бутилированной воде, зерновых культурах, печени животных и даже крови человека растёт концентрация ТФУ. За последние четыре десятилетия его уровень в листьях и иголках деревьев в Европе увеличился в пять-десять раз. В кернах канадского арктического льда и подземных водах Дании также зафиксировано повышение содержания ТФУ.
ТФУ накапливается в организме, так как естественные процессы не могут разрушить его прочные углерод-фторные связи. Это делает его одним из самых «вечных химикатов» - которые сохраняются в природе десятилетиями.
Влияние ТФУ на здоровье человека пока еще менее изучено. Исследования на животных показывают, что нынешние уровни вещества в тысячи раз ниже безопасных. Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) считает, что ТФУ пока не представляет серьёзной угрозы. Однако в прошлом году страны-члены ООН попросили ЮНЕП пересмотреть оценку.
Тем не менее, некоторые страны уже начали ограничивать использование ТФУ. В июне 2024 года немецкие агентства обратились в Европейское химическое агентство (ECHA) с просьбой признать ТФУ репродуктивным токсином и очень стойким веществом.
Европейские учёные-экологи обеспокоены тем, что повышение уровня ТФУ может нанести необратимый вред. Они считают химическое вещество угрозой для «планетарных границ» и поддерживают повсеместный запрет на ПФАС, который рассматривает ECHA.
Регулирование ТФУ может повлиять на крупные отрасли, такие как холодильная, агрохимическая и фармацевтическая. Поэтому важно понять, насколько опасно это вещество.
Откуда берётся ТФУ?
ТФУ попадает в окружающую среду из разных источников. Его используют в научных исследованиях, а также в агрохимической, фармацевтической и химической промышленности. Промышленные сбросы - лишь один из способов загрязнения. Другие химические вещества могут распадаться на ТФУ в окружающей среде. Эти вещества включают пестициды, ПФАС, лекарства и выброшенные потребительские товары.
ТФУ также попадает в атмосферу из фторированных газов, которые используются в кондиционерах и изоляционной пене. Эти газы выделяются при использовании или утилизации продуктов. После вступления в силу Монреальского протокола мировое сообщество ограничило использование таких газов, чтобы защитить озоновый слой.
Исследователи обнаружили, что некоторые фторсодержащие газы, предложенные в качестве замены, распадаются на ТФУ в атмосфере. Это вызвало беспокойство, так как ТФУ уже присутствовал в дождевой воде, реках и родниках на заметных уровнях. Более поздний анализ кернов льда из Арктики показал, что ТФУ был там ещё в 1969 году.
Естественный ТФУ или нет?
В 1990-е годы исследователи предположили, что ТФУ может быть естественной солью в океанах. Однако многие учёные не согласны с этим. Они отмечают, что измерения в нескольких точках не могут быть экстраполированы на весь океан.
Скотт Мабери, химик-эколог из Университета Торонто, идентифицировал предшественники ТФУ, но до сих пор не найдено убедительных механизмов его естественного образования. Дэвид О’Хаган, химик-фторид из Университета Сент-Эндрюс, считает, что ТФУ вряд ли может быть продуктом микробных процессов.
Новые данные подтверждают, что океаны могут содержать большое количество ТФУ. Немецкое агентство по охране окружающей среды опубликовало измерения уровней ТФУ в Атлантическом океане, которые оказались выше, чем в 2005 году. Однако пока рано говорить о том, что уровень ТФУ в океане растёт.
Финиан Фрилинг, химик-аналитик из Немецкого центра водных ресурсов, утверждает, что резкий рост уровня ТФУ на суше связан с антропогенной деятельностью. Даже если часть ТФУ образуется естественным путём, это не делает его безопасным.
Исследователи, включая Ширу Жудан, изучают, как быстро пестициды и фармацевтические препараты распадаются на ТФУ. Они считают, что для принятия решений о регулировании выбросов необходимо знать их источники.
Вреден ли ТФУ?
В 1990-е годы исследователи пришли к выводу, что ТФУ не является остротоксичным. Они ссылались на эксперименты, в которых мышам и крысам вводили или давали ТФУ. Для того чтобы убить животных, потребовалось огромное количество вещества.
Молекулярная структура ТФУ отличается от структуры других ПФАС, связанных с вредом для здоровья. Типичные молекулы таких загрязнителей имеют гидрофильную головку и длинный гидрофобный хвост, покрытый атомами фтора. У ТФУ лишь небольшой хвост с одним фторсодержащим атомом углерода.
Некоторые учёные считают, что ТФУ нельзя считать ПФАС. Он хорошо растворяется в воде, что позволяет организму млекопитающих легко его выводить. В 1976 году исследователи ввели ТФУ двум добровольцам, и вещество полностью выводилось с мочой в течение трёх дней. Многие учёные полагают, что ТФУ не накапливается в органах и тканях, а ведёт себя как соль.
Однако уровень ТФУ в продуктах питания и воде растёт, что может привести к его накоплению в организме. Исследования показывают, что ТФУ может оказывать биологическое воздействие. В марте команда Резы Гадири сообщила, что ТФУ снижает уровень липидов и холестерина у мышей. В 1999 году исследователи обнаружили, что ТФУ ингибирует рост определённых клеток костной ткани в лабораторных условиях.
Немецкие агентства используют данные о воздействии ТФУ на животных, чтобы убедить ECHA признать его репродуктивным токсином. В 2017 году ECHA потребовала от компаний предоставить больше данных о безопасности ТФУ, включая исследования репродуктивной токсичности. Эти данные показали, что высокие дозы ТФУ могут вызывать деформации у плодов крыс и кроликов.
Хотя эти результаты могут не проявиться у людей, исследования показывают, что высокие уровни ТФУ могут навредить здоровью. Джейми ДеВитт планирует провести 30-дневные исследования, в которых мыши будут подвергаться воздействию ТФУ через кожу. Учёные будут изучать влияние вещества на иммунную систему.
Некоторые исследователи обеспокоены воздействием ТФУ на растения и экосистемы. Растения поглощают ТФУ вместе с водой через корни, но вещество не испаряется вместе с транспирационной водой. «Оно остаётся внутри», — говорит Томас Кэхилл.