Новые исследования показывают, как тормозная и шинная пыль - облако крошечных металлических частиц - может нанести ущерб дыхательному здоровью.

Металлы от тормозов и других автомобильных систем поступают в воздух как мелкие частицы, задерживаясь на оживленных дорогах. Хотя выбросы выхлопных газов могут падать по мере того, как на улицу попадают все больше автомобилей с нулевым уровнем выбросов, тормозная и шинная пыль, основной источник загрязнения воздуха на шоссе, не проявляет никаких признаков ослабления.

В журнале Экологические науки и технологии, исследователи описывают, как металлы, испускаемые транспортным средством, такие как медь, железо и марганец, взаимодействуют с богатыми кислотами частицами, богатыми сульфатом, уже находящимися в воздухе для получения токсичного аэрозоля.

«В воздухе над загруженными шоссе происходит цепная реакция, - говорит Родни Вебер, профессор Школы наук о Земле и атмосфере Технологического института Джорджии. «Кислый сульфат в атмосфере вступает в контакт с металлами, выбрасываемыми в результате дорожного движения, и изменяет их растворимость, повышая вероятность того, что они будут вызывать окислительный стресс при вдыхании».

Исследование, проведенное Национальным научным фондом и Агентством по охране окружающей среды США, показывает, как металлы выделяются в основном в нерастворимой форме, но постепенно становятся растворимыми после смешивания с сульфатом.

«Сульфат давно ассоциируется с неблагоприятным воздействием на здоровье», - говорит Атанасиос Ненес, профессор Школы наук о Земле и атмосфере и Школы химической и биомолекулярной инженерии. «Старая гипотеза заключалась в том, что кислый сульфат сжигает слизистую оболочку легких, что, в свою очередь, оказывает негативное влияние на здоровье. Но только в воздухе недостаточно кислоты, чтобы оказать такое воздействие ».

Исследователи говорят, что сульфат играет ключевую роль в превращении металлов в растворимые вещества до их вдыхания, что может объяснить ассоциацию сульфата с неблагоприятными последствиями для здоровья.

«Курение пистолета»

Исследователи собрали образцы окружающих твердых частиц в двух местах в Атланте - один возле крупной автомагистрали между штатами и еще один городской узел 420 метрах от проезжей части. Они проанализировали химическое содержание, распределение по размерам и кислотность образцов.

Значительное количество найденного сульфата алюминия было сходным по размеру с частицами металла, что указывало на то, что окружающий сульфат и металлы смешивали в отдельных частицах, что в течение нескольких часов или дней позволяло кислотному сульфату превращать металл в растворимую форму.

Чтобы определить, насколько опасным может быть аэрозоль, исследователи разработали аналитическую систему с высокой пропускной способностью для химического анализа, называемого окислительным потенциалом, который имитирует токсический отклик, который такая смесь будет иметь на клеточные организмы. Этот прибор использовался для создания больших наборов данных по окислительному потенциалу окружающего аэрозоля, который, когда он использовался в более раннем эпидемиологическом исследовании, исследователи из Georgia Tech и университета Эмори обнаружили, что химический анализ статистически связан с госпитализацией в Атланте для лечения астмы и хрипов.

В новом исследовании исследователи отметили, что пиковая токсичность, указанная в анализе, была тесно коррелирована с теми частицами, которые содержали самое большое количество растворимых металлов, которое происходило только тогда, когда металлические частицы смешивались с сильнокислотным сульфатом.

«Это курящее оружие, - говорит Нене. «Сульфат существенно растворяет эти металлы; когда вы вдыхаете эти частицы, металлы могут абсорбироваться непосредственно в кровоток и вызывать проблемы во всем теле. Впервые появляется механизм объяснить, почему небольшие количества кислого сульфата могут отрицательно влиять на здоровье ».

В то время как образец, взятый с испытательного участка, расположенного дальше от шоссе, имел меньше частиц металла, все же было достаточно, чтобы вызвать увеличение окислительного потенциала, показывая, что загрязнение дорожного полотна может перемещаться по воздуху и потенциально вызывать проблемы в окружающих районах ,

Даже электромобили

Пыль от тормозов и шин не является единственным источником металлов в воздухе. Мусоросжигатели и другие формы горения также производят минеральную пыль и металлические частицы, которые могут смешиваться с сульфатом, чтобы вызвать подобную реакцию.

Исследователи отмечают, что, хотя количество сульфатов твердых частиц в юго-восточной части Соединенных Штатов уменьшилось за последние 15 лет, поскольку выбросы диоксида серы с электростанций упали, в воздухе все еще имеется кислотный сульфат, чтобы поддерживать рН частиц очень низким, в диапазон 0 до 2, превращая нерастворимые окружающие металлы в растворимую форму.

«Выбросы выхлопных газов автомобилей снижаются, но эти виды выбросов от торможения будут оставаться в некоторой степени, даже если вы будете управлять электромобилем», - говорит Вебер. «Поэтому такой процесс будет продолжать развиваться в будущем и будет важным фактором, когда мы рассмотрим влияние твердых частиц на здоровье».

Источник: Georgia Tech

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon