Более четырех десятилетий ученые определяли загадочное химическое вещество в очищенной питьевой воде миллионов людей в Соединенных Штатах. Однако экспертам никак не удавалось выяснить, что это. И вот на днях ответ был найден, пишет CNN.
Photo: Kirill Vinokurov | Dreamstime.com
Авторы исследования, опубликованного 21 ноября в журнале Science, полагают, что химическое вещество, которое они назвали анионом хлорнитрамида, является побочным продуктом распада хлорамина, который многие очистные сооружения используют для того, чтобы сделать воду безопасной для питья. Около 113 миллионов человек пьют водопроводную воду, чем подвергают себя воздействию аниона хлорнитрамида, говорится в исследовании.
Неясно, может ли побочный продукт быть вредным для здоровья человека, но авторы исследования говорят, что его свойства схожи со свойствами других молекул, которые достаточно токсичны, чтобы правительство регулировало их.
По теме: Питьевая вода в Калифорнии опасна для употребления и может вызвать серьезные проблемы со здоровьем
Есть прецеденты, когда химические вещества, используемые для очистки питьевой воды, образуют побочные продукты. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) должно регулировать их, поскольку они, вероятно, являются канцерогенами.
В начале ХХ века многие общественные системы водоснабжения в низких концентрациях начали использовать хлор, чтобы сделать питьевую воду безопасной.
Таким образом была решена серьезная проблема общественного здравоохранения, избавившая воду от возбудителей холеры и тифа. Это смертельные микробы, способные передаваться через питьевую воду. Однако такой подход вызвал новые проблемы со здоровьем.
Эпидемиологические исследования показали, что люди, употребляющие хлорированную воду в течение длительного времени, имеют более высокий риск появления рака толстой кишки и мочевого пузыря. Для беременных женщин, которые пьют хлорированную воду, существует потенциальная угроза выкидышей и рождения ослабленных детей с низким весом.
Хотя сам хлор в низких концентрациях безопасен для потребления, исследования показали, что при его контакте с другими элементами, которые естественным образом присутствуют в воде, образуются токсичные побочные продукты.
В системах водоснабжения по-прежнему используется хлор для очистки, но EPA контролирует и ограничивает количество побочных продуктов в питьевой воде, чтобы гарантировать ее безопасность для потребления человеком.
Некоторые системы очистки перешли на хлорамин — соединение, образующееся при смешивании хлора и аммиака. Хлорамин, по-видимому, не имеет таких потенциально опасных побочных продуктов, как хлор, он более стабилен и имеет тенденцию сохраняться дольше.
Однако в последнее время ученые начали замечать, что хлорамин тоже создает побочные продукты. Некоторые из них уже изучены, но один оставался загадкой, которая в течение многих лет преследовала соавторов исследования — докторов Джулиана Фейри и Дэвида Вахмана.
После аспирантуры в Техасском университете Фейри и Вахман продолжили изучать химию хлорамина (Вахман — в Агентстве по охране окружающей среды, Фейри — в Университете Арканзаса). Они решили точно определить, что это за безымянное неизвестное соединение, которое появлялось в исследованиях на протяжении последних 40 лет.
Сначала задача казалась простой, но им потребовалось 15 лет, чтобы найти ответ.
Одним из первых, к кому они обратились за помощью, была доктор Джулиана Лазаковиц — эксперт по масс-спектрометрии, аналитическому инструменту, который может определять точную молекулярную массу вещества.
«Первое, что пришло в голову: надо измерить это на масс-спектрометре и попытаться определить точную массу, чтобы затем определить его химическую формулу», — сказала Лазаковиц, соавтор исследования, работающая в отделе химии окружающей среды Института биогеохимии и динамики загрязняющих веществ Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich).
Но она быстро поняла, что существовала причина, по которой это вещество так долго оставалось загадкой. Образцы воды, содержащие это вещество, имели высокую соленость. Было сложно отделить это соединение от всех солей с помощью масс-спектрометра.
Лазаковиц пришлось проявить творческий подход и использовать метод, называемый ионной хроматографией, который разделяет и анализирует ионы и полярные молекулы в сочетании с масс-спектрометрией.
«Эта комбинация методов не так часто используется в исследованиях окружающей среды», — заметила Лазаковиц. Но это сработало: ей удалось разделить соединение, узнать его массу, а затем выяснить и химическую формулу.
Доктор Кристофер Макнил, соавтор исследования и профессор химии окружающей среды в ETH Zurich, подтвердил его структуру, а затем Фейри создал то же самое соединение используя другую технику, чтобы показать сходство.
Желая доказать, что вещество является побочным продуктом распада хлораминов, Вахман искал его в системах очистки питьевой воды по всей территории США, где использовался этот химикат, и сравнивал с образцами воды из систем очистки в Швейцарии, где хлорамин не использовался.
Он обнаружил анионы хлорнитрамида в воде с хлораминами, но не в швейцарских системах водоснабжения.
Хотя команда узнала много об анионах хлорнитрамида, исследователи не смогли определить, вредит ли он здоровью человека.
«Его токсичность в настоящее время не изучена, — сообщил Фейри. — Присутствие хлорнитрамида вероятно во всех хлорированных питьевых водах. Поскольку он имеет сходство с другими токсичными молекулами, необходимы новые исследования аниона хлорнитрамида, чтобы понять его потенциальное влияние на питьевую воду».
Эксперт по воде доктор Дэвид Седлак назвал исследование «увлекательной историей и очень хорошим применением науки».
«У хлораминов есть свои побочные продукты дезинфекции, которые они производят, — заметил Седлак, профессор экологической инженерии имени Платона Малоземова в Калифорнийском университете в Беркли. — К сожалению, мы не знаем о влиянии этих продуктов на здоровье, потому что, в отличие от побочных продуктов дезинфекции свободным хлором, для этих соединений не проводилось столько токсикологических исследований».
Как сказал Седлак, местные системы водоснабжения не имеют финансирования для исследования воздействия этих побочных продуктов на здоровье, поэтому это будет зависеть от федерального правительства.
«Такие исследования очень даже недешевые. Они стоят немалых денег, но мы готовы к этим тратам, чтобы понять, безопасна ли наша водопроводная вода для питья, — пояснил Седлак. — Когда правительство функционирует эффективно, оно защищает нас изучая эти вещи. Но вряд ли у EPA, CDC (Центры по контролю и профилактике заболеваний — Прим. ред.) или NIH (Национальный институт здоровья — Прим. ред.) есть необходимое финансирование, чтобы ответить на эти вопросы», — заключил он.
Вам может быть интересно: главные новости Нью-Йорка, истории наших иммигрантов и полезные советы о жизни в Большом Яблоке – читайте все это на ForumDaily New York
Оливер Джонс, профессор химии из Королевского Мельбурнского технологического института, считает: исследование использует «элегантную химию». И доказательства вполне убедили его в том, что неизвестное соединение является анионом хлорнитрамида. Он согласен, что токсикологическое исследование аниона было бы полезно теперь, когда его идентификация известна. Однако Джонс заверил, что «не слишком беспокоится о своей водопроводной воде».
По словам профессора, соединение, о котором идет речь, не ново — просто его недавно определили.
«Мы должны помнить, что присутствие соединения автоматически не означает, что оно причиняет вред, — подчеркнул Джонс. — Все может быть токсичным в определенном количестве, даже вода. Вопрос в том, токсично ли это вещество в тех количествах, которое люди получают в водопроводной воде? На мой взгляд, вряд ли», — подчеркнул Джонс.
Если люди беспокоятся о безопасности своей питьевой воды, простой фильтр может решить проблему, считает Дэвид Вахман.
Сообщение Миллионы американцев 40 лет пили воду с неизвестным веществом в её составе: ученые наконец выяснили, что это появились сначала на ForumDaily.
