Свинцеве отруєння у США: як пасма волосся допомогли розкрити правду

Вчені з Університету Юти проаналізували зразки волосся, що охоплюють період з 1916 року по сьогодні, і виявили приголомшливу закономірність: завдяки екологічним нормам рівень свинцю в організмі американців впав у 100 разів. Про це повідомляє SciTechDaily.

Як свинець впливав на життя американців?

Свинець – потужний нейротоксин. Це найважчий із важких металів, і, подібно до ртуті та миш'яку, він накопичується у живих тканинах і може бути токсичним навіть у малих дозах.

Однак попри ці ризики, цей метал широко використовували через його практичні переваги. З нього виготовляли водопровідні труби, додавали у фарби для покращення міцності та кольору, а також у бензин для запобігання детонації двигуна. Тому протягом багатьох десятиліть жителі США піддавалися впливу свинцю – найбільше, через вихлопні гази автомобілів.

Як волосся допомогло виявити століття впливу свинцю?

Щоб з'ясувати рівень вплив свинцю на людину, демограф і заслужений професор-емерит кафедри сімейних і споживчих досліджень з Університету Юти Кен Сміт об'єднався з геологом Дієго Фернандесом і професором геології та біології Тюре Серлінгом. Фернандес і Серлінг раніше розробили методи реконструкції місць проживання тварин і їхнього раціону шляхом вивчення хімічного складу вовни та зубів.

Робота, за яку взялися науковці, є продовженням більш раннього дослідження. У межах цього проєкту залучили жителів штату Юта, які погодилися надати зразки крові та докладні медичні карти своїх сімей. Для нового дослідження учасникам було запропоновано надати зразки волосся, зібрані як зараз, так і раніше. Деякі учасники пішли ще далі – вони надали волосся, яке виявили у сімейних альбомах батьків, бабусь і дідусів і навіть ранніх поколінь.

Загалом команда зібрала зразки від 48 осіб. Так було створено рідкісний історичний знімок впливу свинцю вздовж Восатч-Фронту у штаті Юта. Цей район колись сильно постраждав від промислового забруднення. Протягом більшої частини XX століття тут процвітала потужна металургійна промисловість, особливо у Мідвейлі та Мюрреї. Більшість цих підприємств закрилися до 1970 років, приблизно у той самий період, коли федеральні правила різко обмежили використання свинцю.

Що з'ясували дослідники?

Науковці проаналізували зразки волосся та виявили різке зниження рівня свинцю, починаючи з 1916 року. Ці зразки є довгостроковим біологічним літописом впливу факторів навколишнього середовища.

Завдяки зразкам волосся нам вдалося показати, якою була концентрація свинцю до та після введення нормативних актів Агентством з охорони навколишнього середовища. У нас є зразки волосся, що охоплюють період у близько 100 років. І тоді, коли нормативних актів ще не було, рівень свинцю був приблизно у 100 разів вищим, ніж після їх введення,
– каже Сміт.

Результати дослідження показують, наскільки важливу роль відіграли екологічні норми у захисті здоров'я населення. У дослідженні також зазначається, що сьогодні також послаблюються деякі норми регулювання вмісту свинцю.

"Ми не повинні забувати уроки історії. Ці правила були життєво важливими. Іноді вони здаються обтяжливими для індустрії, яка хоче робити все максимально швидко та дешево. Але ефект від обмежень виявився неймовірно позитивним", – зауважив Серлінг.

Чому волосся зберігає хімічну історію?

Дослідники проаналізували волосся за допомогою мас-спектрометрії в лабораторії, яку очолює Фернандес. За його словами поверхня волосся унікальна. Тому можна визначити, що деякі елементи концентруються та накопичуються на поверхні.

Свинець – один із таких елементів. Це спрощує завдання, оскільки свинець не втрачається з часом. Через те, що мас-спектрометрія дуже чутлива, ми можемо провести аналіз одного пасма волосся, хоч і не можемо визначити, де саме у волоссі розміщується свинець. Ймовірно, він здебільшого на поверхні, але може надходити і з крові, якщо це волосся було синтезовано у період високого вмісту свинцю у крові,
– підкреслює Фернандес.

Кров дає лише миттєвий зріз стану організму. Натомість волосся набагато простіше збирати та зберігати, і воно надає цінну інформацію про вплив факторів, що відбувалися десятиліття тому, навіть у людей похилого віку або померлих.

"Цей метод не фіксує внутрішню концентрацію свинцю у крові, яку сприймає мозок, але він показує загальний ступінь впливу навколишнього середовища. Ми виявили, що волосся фіксує вихідне значення, але чим довше волосся піддається впливу навколишнього середовища, тим вища концентрація свинцю", – пояснює Серлінг.

Що ще було "написано" на волоссі?

Зниження вмісту свинцю у волоссі практично збігається зі зниженням вмісту свинцю в бензині після створення Агентства з охорони навколишнього середовища. До 1970 року бензин зазвичай містив близько 2 грамів свинцю на галон. Хоча ця кількість може здатися невеликою, масштаби споживання палива робили її величезною. У разі спалювання мільярдів галонів на рік це означало, що майже 2 фунти свинцю щороку викидалося у довкілля на одну людину.

"У навколишнє середовище та у локальних масштабах викидається величезна кількість свинцю. Він просто витікає з вихлопної труби, підіймається у повітря, а потім опускається. Він перебуває у повітрі протягом кількох днів, особливо під час інверсій, які у нас бувають, вбирається у волосся, ви вдихаєте його, і він потрапляє у легені", – зауважив Серлінг.

Після 1970-х років, попри зростання споживання бензину у Сполучених Штатах, рівень свинцю у волоссі різко знизився. Раніше його концентрація в організмі сягала 100 часток на мільйон (ppm). Уже до 1990 року цей показник впав до 10 ppm, а станом на 2026 рік середня цифра становить менше як 1 ppm.

Учені з'ясували, як перетворити свинець на золото: що про це відомо?

Дослідники Європейської організації ядерних досліджень зафіксували перетворення атомів свинцю на золото під час експериментів у Великому адронному колайдері. Між 2015 і 2018 роками в межах експерименту ALICE учені проводили зіткнення іонів свинцю на швидкості, що сягала 99,999993% від швидкості світла. В результаті цих взаємодій утворювалися мільярди ядер нових елементів – зокрема ртуті, талію та навіть золота.

Золото з'являлося рідше, ніж інші елементи, але через його цінність йому приділили особливу увагу. Атоми свинцю мають 82 протони, тоді як золото – 79. Якщо в процесі зіткнення ядро свинцю втрачає три протони (а також кілька нейтронів), утворюється золото.

Більше про нове відриття щодо перетворення свинцю на золото – читайте в матеріалі 24 Каналу.