Ny forskning visar hur broms- och däckdamm - ett moln av små metallpartiklar - kan orsaka kaos på andnings hälsan.

Metaller från bromsar och andra bilsystem sätter in luften som fina partiklar, som dröjer över upptagna vägar. Även om utsläpp av avgasrör kan falla som fler nollutsläppsvagnar slår gatorna, broms- och däckdamm, en viktig källa till luftföroreningar på motorvägen, visar inga tecken på att minska.

I tidskriften Miljövetenskap och teknik, beskriver forskare hur fordonets emitterade metaller som koppar, järn och mangan interagerar med sura sulfatrika partiklar som redan är i luften för att producera en toxisk aerosol.

"Det händer en kedjereaktion i luften över livliga motorvägar", säger Rodney Weber, professor vid Georgia Institute of Technology's School of Earth & Atmospheric Sciences. "Surt sulfat i atmosfären kommer i kontakt med de metaller som släpps ut från trafiken och förändrar deras löslighet, vilket gör dem mer benägna att orsaka oxidativ stress vid inandning."

Studien, som National Science Foundation och US Environmental Protection Agency sponsrade, visar hur metallerna emitteras huvudsakligen i olöslig form men blir långsamt lösliga efter blandning med sulfat.

"Sulfat har länge förknippats med negativa hälsoeffekter", säger Athanasios Nenes, professor vid School of Earth & Atmospheric Sciences och School of Chemical & Biomolecular Engineering. ”Den gamla hypotesen var att det sura sulfatet bränner ditt lungfoder, vilket i sin tur leder till de dåliga hälsoeffekterna. Men det finns inte tillräckligt med syra i luften ensam för att verkligen få den effekten. ”

Men sulfat spelar en nyckelroll för att göra metaller lösliga innan de inhaleras, vilket kan förklara föreningen av sulfat med negativa hälsoeffekter, säger forskarna.

Rökpistolen

Forskarna samlade prover av omgivande partikelformiga ämnen i två platser i Atlanta-ett nära en stor interstate highway och en annan stadsplats 420 meter bort från vägen. De analyserade provets kemiska innehåll, storleksfördelning och syrlighet.

En signifikant mängd av det omgivande sulfatet som fanns, var likartat i storlek som metallpartiklarna, vilket antyder att det omgivande sulfatet och metallerna blandades inom individuella partiklar, vilka över timmar eller dagar skulle tillåta att det sura sulfatet omvandlar metallen till en löslig form.

För att kvantifiera hur farligt aerosolen kan vara, utvecklade forskarna ett analytiskt system med hög genomströmning för en kemisk analys som kallas oxidativ potential - som simulerar det giftiga svaret som en sådan blandning skulle ha på cellulära organismer. Detta instrument användes för att generera stora dataset på atmosfären av aerosoloxidativ potential, som vid användning i en tidigare epidemiologisk studie visade forskare vid Georgia Tech och Emory University att den kemiska analysen statistiskt var associerad med sjukhusintag i Atlanta för astma och väsen.

I den nya studien observerade forskarna att den maximala toxiciteten som indikerades av analysen var nära korrelerad med de partiklar som innehöll den största mängden lösliga metaller, vilket endast uppstod när metallpartiklar blandades med mycket surt sulfat.

"Det är rökpistolen", säger Nenes. "Sulfatet löses i huvudsak dessa metaller; När du andas in i dessa partiklar kan metallerna absorberas direkt i blodflödet och orsaka problem i hela kroppen. För första gången framträder en mekanism för att förklara varför små mängder surt sulfat kan påverka hälsan negativt. "

Medan provet som tagits från testplatsen, som ligger längre bort från motorvägen, hade mindre partikelformig metall, var det fortfarande tillräckligt att orsaka en ökning av den oxidativa potentialen, vilket visar att vägarna kan komma genom luften och potentiellt orsaka problem i omgivande områden .

Även elektriska bilar

Damm från bromsar och däck är inte den enda källan till metaller i luften. Förbränningsanläggningar och andra former av förbränning producerar också mineralstoft och metallpartiklar, som kan blandas med sulfat för att utlösa en liknande reaktion.

Forskarna noterar att medan mängden partikelformigt sulfat i sydöstra USA har minskat under de senaste 15-åren då svaveldioxidutsläpp från kraftverk har fallit, finns det fortfarande tillräckligt med surt sulfat i luften för att hålla partikelns pH väldigt lågt, i intervallet 0 till 2, omvandlar olösliga omgivande metaller till en löslig form.

"Fordonets utsläpp av avgasrör faller, men dessa utsläpp från bromsning kommer att förbli i viss utsträckning, även om du kör en elbil", säger Weber. "Därför kommer denna typ av process fortsätta att spela ut i framtiden och kommer att vara ett viktigt överväganden när vi tittar på hälsoeffekterna av partiklar."

Källa: Georgia Tech

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon