dr-maslov-blog

[dr-maslov-blog]

Минутка современной науки. Фуллерены выхлопных труб

Моя заметка, опубликованная в мартовском номере научного бюллетеня ПерсТ (http://perst.issp.ras.ru/Control/Inform/perst/2016/16_6/PersT16_06.pdf) по материалам публикации A.J. Tiwari et al., Sci. Total Environ. 547, 254 (2016) doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.12.142

Все чаще на страницах научной периодики появляются публикации, посвященные нанотехнологической безопасности окружающей среды, а именно, ограждению последней от возможных последствий негативного влияния, так называемой нанотехнологической революции, которая, по мнению некоторых исследователей, уже давно идет полным ходом.

Не желая отставать от сложившегося тренда, авторы работы [A.J. Tiwari et al., Sci. Total Environ. 547, 254 (2016)] решили оценить потенциальные риски, связанные с выбросом в атмосферу фуллеренов C60 вместе с многочисленными продуктами горения широко распространенных топлив. Под распространенными в статье понимаются всего лишь пять знакомых каждому энергоносителей: дизтопливо, уголь, бензин, древесина и пропан (см. рис.).

Источниками выхлопных газов стали, соответственно, дизельный генератор, угольная электростанция, газонокосилка с бензиновым двигателем, костер, сложенный из древесины лиственных пород, и газовый гриль. Забегая вперед, скажем, что фуллерены были обнаружены в продуктах горения всех пяти. Однако авторы поставили перед собой задачу не просто отыскать фуллерены во всевозможных вредных отходах, но и представить общую картину распространенности искусственно выбрасываемых в окружающую среду C60. Итак, наиболее высокая их концентрация была обнаружена в продуктах горения дизельного топлива и угля. В целом же содержание C60 в выхлопе сильно зависит от исходного образца. Диапазон, указанный авторами, оказался достаточно широким: от 10-2 до 103 нг/м3. С помощью просвечивающей электронной микроскопии авторы попытались проследить закономерности между геометрическими характеристиками продуктов горения – графитовых чешуек и концентрацией C60. Гипотеза исследователей состояла в том, что по расстоянию между чешуйками и их кривизне можно однозначно определить выход фуллеренов. Однако это предположение не подтвердилось. В то время как содержание C60 изменяется на пять порядков величины в зависимости от исходных веществ, геометрические характеристики продуктов горения значительных изменений не претерпевают, оставаясь практически одинаковыми для топлив с низким (древесина, пропан) и высоким (уголь, дизтопливо) выходом фуллеренов. В результате авторы оценивают мировые выбросы C60 в атмосферу от сжигания угля и дизтоплива в зависимости от условий горения от 1.6 до 6.3 тонн в год, что сравнимо с ежегодным промышленным синтезом фуллеренов. То есть, если пофантазировать, то грамотный отвод выхлопных газов с каждой трубы позволит не просто оградить окружающую среду от “вредных” бакиболов, но и вдвое увеличить их производство.