Учёные нашли в воздухе силиконовые полимеры из моторных масел: 2–4% аэрозолей

Почему ваш автомобиль загрязняет планету силиконовой пылью? (и никто этого не замечал)

Долгое время экологи следили за микропластиком и PFAS. Но недавно выяснилось: есть загрязнитель, который выбрасывается в атмосферу в десятки раз активнее. Речь о тяжелых метилсилоксанах — силиконовых полимерах из моторных масел. Они составляют от 2% до 4% всей массы атмосферных аэрозолей. Переносится на тысячи километров. И почти не разлагается.

Честно говоря, я сам удивился, когда увидел цифры. Мы привыкли считать главными врагами выхлопные газы, сажу и CO₂. А тут — силиконовая пыль, которую раньше просто не умели замечать. Давайте разберемся, откуда она берется и что с ней делать.

Как тяжелые молекулы прятались от ученых

Легкие силоксаны (из парфюмерии и дезодорантов) ученые ловили давно. Они летучие, их видно в масс-спектрометрах. А вот тяжелые — те, что используются в моторных маслах и антифризах — долго оставались невидимками. Их полимерные цепи содержат десятки звеньев, масса огромна, летучесть почти нулевая. Считалось: если вещество не испаряется, то и в воздух не попадет.

Как это работает: команда химиков применила масс-спектрометрию с термодесорбцией. Сначала воздух прокачивают через фильтры, собирая частицы PM2.5. Затем фильтры поэтапно нагревают до 350°C в токе азота. При 100-200°C улетают легкие органикы. А выше 200°C тяжелые полимеры деполимеризуются — распадаются на короткие фрагменты. Их уже можно зафиксировать. Так и выяснили: в атмосфере плавают гигантские целые молекулы, которые раньше технически не видели.

Важно: без нагрева до 350°C масс-спектрометр показывает только легкие соединения. Выходит, десятилетиями мы недооценивали масштаб загрязнения просто из-за ограничений приборов.

Откуда они берутся: моторное масло как генератор наночастиц

Ученые собрали пробы в разных точках: в туннелях Сан-Паулу, на побережье Литвы, в сельских районах Нидерландов. И везде нашли тяжелые силоксаны. Но самый яркий след — в автомобильных туннелях. Там концентрация строго коррелировала с длинноцепочечными углеводородами (C23–C38), которые характерны только для смазочных материалов. Не бензин, не дизель, а именно масло.

Процесс простой: внутри двигателя масло с силоксановыми присадками (они препятствуют вспениванию) нагревается, трется, распыляется на микрокапли. И эти капли выбрасываются вместе с выхлопом в виде аэрозоля. Каждая машина — это генератор силиконовой пыли.

Недавно я заметил, что после долгой поездки на старой машине в безветренную погоду воздух кажется «маслянистым». Возможно, это как раз те самые полимеры. Но пока это только догадка.

Почему они не разлагаются и путешествуют через океаны

Углеводороды из масла быстро разрушаются под ультрафиолетом и радикалами. А силоксаны — почти вечны. Связь кремний-кислород (Si-O) настолько прочна, что требует огромной энергии для разрыва. Поэтому полимеры не вступают в атмосферные реакции. Пробы из лесов Литвы показали те же концентрации, что и в городе. Ветры переносят их на тысячи километров, оседают даже в заповедниках.

И вот что интересно: по оценкам, человек в чистом сельском районе вдыхает 11–13 нанограмм этих полимеров в день. А в центре Сан-Паулу — до 1480 нанограмм для взрослых. Это в 100 раз больше, чем доза PFAS через воздух, и на порядок выше, чем микропластик.

Пока нет точных данных, как эти дозы влияют на легкие. Но логика подсказывает: чуждые полимеры в альвеолярном пространстве — это не норма. Нужны срочные токсикологические исследования.

Силикон меняет облака: климатический эффект

И это еще не всё. Силоксаны — мощные поверхностно-активные вещества. Полидиметилсилоксан снижает поверхностное натяжение воды с 72 до 20 мН/м. Когда эти молекулы оседают на ядрах конденсации, облака начинают формироваться при меньшем пересыщении пара. По сути, влага конденсируется быстрее и в других условиях. Это может менять распределение осадков.

Второй момент: силоксаны — отличные антифризы. Попадая в верхнюю тропосферу, они мешают кристаллизации льда. Ледяные облака формируются с отклонениями. А это уже прямая дорога к локальным изменениям режима дождей и снегопадов.

Мое мнение: пока масштаб этого эффекта не оценен, но если 2-4% аэрозольной массы — силикон, то климатические модели придется уточнять. Мы стоим на пороге нового раздела химии атмосферы.

Итог: от автора

Тяжелые метилсилоксаны оказались скрытым загрязнителем, который мы создаем каждую минуту, заводя двигатель. Они невидимы, стабильны, переносятся глобально и вмешиваются в климат. Технология их обнаружения наконец появилась. Теперь дело за токсикологами и климатологами. А нам стоит задуматься: может, пора уходить от масел с силоксанами к альтернативам? Или хотя бы ставить на выхлоп фильтры, улавливающие наночастицы.