Нові дослідження показують, як пил з гальм і шин - хмара дрібних металевих частинок - може спричинити руйнування здоров’я дихальних шляхів.

Метали гальм та інших автомобільних систем потрапляють у повітря у вигляді дрібних частинок, затримуючись на жвавих дорогах. Незважаючи на те, що викиди вихлопної труби можуть впасти, коли на вулиці вийде більше транспортних засобів з нульовим рівнем викидів, гальмівний та шинний пил, основне джерело забруднення повітря на шосе, не виявляє ознак зменшення.

У журналі Наука та технології в галузі навколишнього середовища, дослідники описують, як метали, що виділяються транспортними засобами, такі як мідь, залізо та марганець, взаємодіють з багатими кислими частинками, багатими сульфатом, що вже є в повітрі, утворюючи токсичний аерозоль.

"У повітрі над жвавими магістралями відбувається ланцюгова реакція", - говорить Родні Вебер, професор Школи наук про Землю та атмосферу штату Джорджія. "Кислий сульфат в атмосфері контактує з тими металами, що виділяються з транспорту, і змінює їх розчинність, роблячи їх більш імовірними, що спричиняють окислювальний стрес при вдиханні".

Дослідження, яке фінансували Національний науковий фонд та Агентство США з охорони навколишнього середовища, показує, як метали виділяються переважно у нерозчинній формі, але повільно стають розчинними після змішування з сульфатом.

"Сульфат давно пов'язаний з негативними наслідками для здоров'я", - говорить Афанасіос Ненес, професор Школи наук про Землю та атмосферу та Школи хімічної та біомолекулярної інженерії. “Стара гіпотеза полягала в тому, що кислий сульфат спалює оболонку легенів, що в свою чергу призводить до негативних наслідків для здоров’я. Але в повітрі недостатньо кислоти, щоб справді мати такий вплив ".

Але сульфат відіграє ключову роль у забезпеченні розчинності металів до їх вдихання, що може пояснити зв'язок сульфату з несприятливим впливом на здоров'я.

`` Курильний пістолет ''

Дослідники зібрали зразки твердих частинок навколишнього середовища у двох місцях в Атланті - одному поблизу великої міждержавної магістралі, а іншому міському місці 420 метрів від проїжджої частини. Вони проаналізували хімічний вміст, розподіл за розмірами та кислотність зразків.

Значна кількість виявленого навколишнього сульфату була за розміром близькою до частинок металу, що свідчить про те, що навколишній сульфат та метали змішувались у межах окремих частинок, що протягом годин або днів дозволяло б кислотному сульфату перетворювати метал у розчинну форму.

Щоб кількісно визначити, наскільки небезпечним може бути аерозоль, дослідники розробили високопродуктивну аналітичну систему для хімічного аналізу, яка називається окислювальним потенціалом, яка імітує токсичну реакцію, яку така суміш мала б на клітинні організми. Цей прилад був використаний для отримання великих наборів даних про атмосферний аерозольний окислювальний потенціал, який, використовуючи в попередньому епідеміологічному дослідженні, дослідники з Джорджійського технічного університету та університету Еморі виявили, що хімічний аналіз статистично пов'язаний з госпіталізацією в Атланті щодо астми та хрипів.

У новому дослідженні дослідники помітили, що пікова токсичність, зазначена в аналізі, тісно корелювала з тими частинками, які містили найбільшу кількість розчинних металів, що мало місце лише при змішуванні металевих частинок із сильнокислим сульфатом.

"Це курильний пістолет", - каже Ненес. «Сульфат по суті розчиняє ці метали; коли ви вдихаєте ці частинки, метали можуть всмоктуватися безпосередньо в кров і спричиняти проблеми у всьому тілі. Вперше з’являється механізм, що пояснює, чому невелика кількість кислого сульфату може негативно вплинути на здоров’я ”.

Хоча зразок, відібраний з місця випробувань, розташованого подалі від шосе, мав менше твердих частинок металу, все ще було достатньо, щоб спричинити збільшення окислювального потенціалу, показуючи, що забруднення доріг може рухатися по повітрю та потенційно спричиняти проблеми в прилеглих районах .

Навіть електромобілі

Пил від гальм та шин - не єдине джерело металів у повітрі. Сміттєспалювальні та інші форми горіння також утворюють мінеральний пил і металеві частинки, які можуть змішуватися з сульфатом, щоб викликати подібну реакцію.

Дослідники відзначають, що хоча кількість сульфату твердих частинок на південному сході США зменшилася за останні 15 років, оскільки викиди діоксиду сірки від електростанцій впали, у повітрі все ще є достатньо кислого сульфату, щоб підтримувати рН часток на дуже низькому рівні. діапазон від 0 до 2, перетворюючи нерозчинні навколишні метали в розчинні форми.

"Викиди вихлопної труби автомобіля зменшуються, але такі викиди від гальмування залишаться певною мірою, навіть якщо ви керуєте електромобілем", - говорить Вебер. "Тому цей процес буде продовжуватися і надалі і буде важливим фактором, коли ми розглянемо вплив твердих частинок на здоров'я".

джерело: Georgia Tech

Суміжні книги

at InnerSelf Market і Amazon