Силіконові браслети можуть допомогти вченим відстежувати вплив на людей забруднювачів, таких як «вічні хімікати»

(MENAFN- The Conversation) Щоранку люди заводять годинник, надягають браслет і виходять з дому, майже не задумуючись про те, з чим можуть стикнутися на шляху. Повітря, яким вони дихають, пил на руках і поверхнях здаються звичайними. Однак багато хімічних речовин потрапляють у організм тихо, без запаху, смаку або попереджень.

Що якби простий силіконовий браслет на зап’ясті міг допомогти відстежувати ці невидимі впливи?

Моніторинг навколишнього середовища традиційно базується на знімках впливу, отриманих із зразків води, взятих у один день, крові, взятої в один момент, або ґрунту з конкретної локації. Але вплив розвивається поступово, оскільки люди рухаються різними середовищами і контактують з повітрям, пилом і поверхнями протягом усього дня.

Нові неінвазивні інструменти моніторингу прагнуть зафіксувати цю довгострокову картину.

Зі зростанням поширеності синтетичних хімікатів, таких як «вічні хімікати», відомі як перфтороалкільні та поліфтороалкільні речовини (PFAS), в повсякденному середовищі, вчені все більше зосереджуються на розумінні шляхів їх потрапляння в організм у повсякденному житті.

Традиційний моніторинг не враховує реальність щоденного життя

Традиційні методи моніторингу важливі для виявлення забруднення, але вони фіксують вплив як момент, а не процес, що розгортається з часом.

У дослідженнях із участю людей вимірювання впливу часто вимагають інвазивних процедур, таких як взяття крові, що може бути дорогим, логістично складним і для деяких учасників — дискомфортним, що знижує їхню участь.

На початку моїх досліджень у галузі екологічної хімії я помітив одну річ, яка не зовсім складалася. Люди, що жили в одній сільськогосподарській громаді, або тварини, що ділили одне й те саме середовище, часто мали дуже різні хімічні профілі, навіть коли екологічні вимірювання були схожими. Навколишнє середовище майже не змінювалося; змінювалася щоденна поведінка.

Рух у різних просторах, час, проведений у приміщенні або на вулиці, контакт із обробленими поверхнями та взаємодія з споживчими товарами — усе це формує вплив так, що один зразок не може повністю його відобразити. Це змусило мене поставити більш глобальне питання: якщо вплив розвивається поступово, як вчені можуть його виміряти за допомогою інструментів, призначених для фіксації окремих моментів? Відповідь вимагає зміщення від ізольованих вимірювань до підходів, що відображають реальний досвід.

Що змінює неінвазивний моніторинг

Це питання привело мене до роботи з пасивними, неінвазивними інструментами моніторингу, зокрема силіконовими браслетами. Замість активного збору зразків ці пристрої поглинають хімікати з навколишнього середовища протягом часу, подібно до того, як шкіра або хутро взаємодіють з повітрям, пилом і поверхнями.

Силіконові браслети працюють тому, що вони зроблені з силіконового полімеру, званого полідиметилсилоксаном (PDMS), який може поглинати багато органічних хімікатів із навколишнього середовища. Під час носіння речовини з повітря, пилу і поверхонь поступово дифундують у силікон.

Матеріал діє подібно до губки, пасивно збираючи сліди хімікатів, з якими стикається носій під час щоденних дій. Після кількох днів або тижнів носіння дослідники можуть витягти ці речовини у лабораторії та проаналізувати їх, щоб краще зрозуміти закономірності впливу.

Силіконові браслети — один із прикладів ширшої групи пасивних, неінвазивних інструментів моніторингу, створених для спостереження за накопиченням хімікатів з часом. Інші підходи, зокрема пасивні повітряні зразки, розміщені в домівках, або малі носимі пристрої, працюють за схожими принципами, поглинаючи речовини з навколишнього середовища.

Вчені використовували неінвазивні інструменти у дослідженнях громад для відстеження впливу без медичних процедур, що знижує бар’єри для участі і зменшує навантаження на добровольців. Наприклад, ці підходи застосовувалися для дослідження впливу на підліток дівчат у сільськогосподарських громадах, пожежників і мешканців офісних будівель.

Також ці ідеї адаптовані для досліджень тварин і дикої природи. Замість взяття крові, вчені можуть використовувати носимі мітки, нашийники або пасивні зразки, розміщені у середовищі тварини, наприклад, у гніздах або місцях проживання, щоб зрозуміти, як хімікати накопичуються з часом. Це може дати уявлення про вплив у різних екосистемах і водночас мінімізувати стрес для тварин.

Як і будь-який метод, пасивний моніторинг має свої обмеження. Деякі хімікати важче зафіксувати, а умови навколишнього середовища — температура, сонячне світло, потік повітря — можуть впливати на ефективність поглинання забруднювачів. Носимі пристрої також відображають вплив за певний період, тому не можуть дати повну картину за все життя.

Ці підходи не замінюють традиційний моніторинг, а доповнюють його, показуючи, як вплив накопичується з часом і простором, а не з’являється раптово в один момент.

Чому це важливо зараз

У США забруднення PFAS стає все більшою суспільною проблемою — від рекомендацій щодо питної води до обмежень у продуктах і заходів з очищення. Федеральні агентства, зокрема Агентство з охорони навколишнього середовища (EPA), підкреслюють стійкість цих хімікатів і їхню поширеність у довкіллі.

Більшість громадських дискусій зосереджена на тому, де PFAS знаходять у водних системах, ґрунтах або споживчих товарах. Однак розуміння впливу також вимагає уваги до того, як люди і екосистеми стикаються з цими речовинами у повсякденному житті.

Неінвазивні інструменти моніторингу можуть допомогти заповнити цю прогалину. Вони пропонують способи краще зрозуміти сумарний вплив, виявити недооцінені шляхи потрапляння і сприяти прийняттю рішень у сфері охорони навколишнього середовища та здоров’я. Для дикої природи ці методи можуть дозволити дослідникам виявляти нові ризики раніше, не додаючи тиску на вже вразливі види через втрату середовищ існування і кліматичні зміни.

Хоча ці підходи стають все більш поширеними у дослідженнях екологічного здоров’я, вони все ще перебувають у стадії розвитку порівняно з традиційними методами зразкових досліджень. Витрати, необхідність стандартизації протоколів і різна взаємодія хімікатів із пасивними матеріалами можуть уповільнювати їхнє широке впровадження. Однак, поки дослідники вдосконалюють ці інструменти, вони можуть доповнювати, а не замінювати існуючі стратегії моніторингу.