Unik grænseflade og uventet adfærd hjælper med at forklare, hvordan tungmetaller virker

Et team af forskere ledet af forskere fra Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) har opdaget en ny mekanisme, der hjælper med at forklare, hvordan tungmetaller kan fungere som både en kilde til miljøforurening og en potentiel sundhedsrisiko for mennesker.

Holdets resultater, offentliggjort i tidsskriftet Environmental Science and Technology, viser, at tungmetaller kan danne en unik grænseflade med vand på nanoskala, hvilket fører til uventet adfærd, der kan påvirke deres miljømæssige skæbne og transport væsentligt.

"Dette arbejde giver ny indsigt i tungmetallers adfærd i miljøet og har vigtige konsekvenser for forståelsen af ​​deres potentielle risici for menneskers sundhed," sagde Jiuhui "Jeff" Li, en PNNL-materialeforsker og tilsvarende forfatter til undersøgelsen.

Tungmetaller er en gruppe af grundstoffer med en relativt høj massefylde og atomvægt. Nogle tungmetaller, såsom bly, kviksølv og cadmium, er kendt for at være giftige og kan forårsage alvorlige helbredsproblemer, hvis de kommer ud i miljøet eller indtages af mennesker.

Traditionelt har man troet, at tungmetaller er relativt ubevægelige i miljøet og udgør en relativt lav risiko for menneskers sundhed. Nylige undersøgelser har dog vist, at tungmetaller kan være mere mobile end hidtil antaget, og at de kan udgøre en betydelig risiko for menneskers sundhed selv ved lave niveauer.

Holdets resultater viser, at tungmetaller kan danne en unik grænseflade med vand på nanoskala, hvilket fører til uventet adfærd, der kan påvirke deres miljømæssige skæbne og transport betydeligt.

På nanoskalaen kan vandmolekyler danne et struktureret lag omkring tungmetalioner, hvilket ændrer tungmetallets overfladeegenskaber og gør det mere mobilt. Denne øgede mobilitet kan tillade tungmetaller at rejse lettere gennem miljøet og trænge ind i menneskekroppen.

Holdet fandt også ud af, at den unikke grænseflade mellem tungmetaller og vand også kan påvirke den måde, tungmetaller interagerer med andre kemikalier og 生物体. Dette kan have en betydelig indvirkning på skæbnen og toksiciteten af ​​tungmetaller i miljøet.

"Vores resultater giver en ny forståelse af tungmetallers adfærd i miljøet og har vigtige konsekvenser for forståelsen af ​​deres potentielle risici for menneskers sundhed," sagde Li. "Vi tror på, at dette arbejde vil føre til nye måder at mindske risiciene forbundet med tungmetaller og beskytte menneskers sundhed."

Ud over PNNL inkluderede forskerholdet forskere fra University of Nebraska-Lincoln, University of South Carolina og University of California, Berkeley.