Ny forskning viser hvordan brems og dekk støv - en sky av små metallpartikler - kan forårsake ødeleggelse på luftveiene.

Metaller fra bremser og andre bilsystemer kommer inn i luften som fine partikler, dvelende over travle veier. Selv om utslipp av avløpsrør kan falle etter hvert som mer null-utslipp kjører i gatene, bremser og dekker støv, en viktig kilde til luftveier i motorveien, viser ingen tegn på å redusere.

I tidsskriftet Miljøvitenskap og teknologiforskere beskriver hvordan kjøretøyemitterte metaller som kobber, jern og mangan virker sammen med sure sulfatrike partikler som allerede er i luften for å produsere en giftig aerosol.

"Det skjer en kjedereaksjon i luften over travle motorveier," sier Rodney Weber, professor ved Georgia Institute of Technology's School of Earth & Atmospheric Sciences. "Surt sulfat i atmosfæren kommer i kontakt med metallene som sendes ut fra trafikken og endrer løseligheten, noe som gjør dem mer sannsynlig å forårsake oksidativt stress ved innånding."

Studien, som National Science Foundation og US Environmental Protection Agency sponset, viser hvordan metaller utgis hovedsakelig i en uoppløselig form, men sakte blir løselig etter blanding med sulfat.

"Sulfat har lenge vært assosiert med uønskede helseeffekter," sier Athanasios Nenes, professor ved School of Earth & Atmospheric Sciences og School of Chemical & Biomolecular Engineering. “Den gamle hypotesen var at det sure sulfatet brenner lungeforingen, noe som igjen fører til dårlige helseeffekter. Men det er ikke nok syre i luften alene til å virkelig ha den innflytelsen. ”

Men sulfat spiller en nøkkelrolle når det gjelder å lage metaller oppløselig før de inhaleres, noe som kan forklare sammensetningen av sulfat med negative helseeffekter, sier forskerne.

'Røykpistolen'

Forskerne samlet prøver av omgivende partikler i to steder i Atlanta, en nær en stor motorvei, og et annet sted 420 meter fra veibanen. De analyserte kjemisk innhold, størrelsesfordeling og surhet av prøvene.

En signifikant mengde av det omgivende sulfat funnet var tilsvarende i størrelse til metallpartiklene, hvilket antyder at det omgivende sulfat og metaller ble blandet i individuelle partikler, som i løpet av timer eller dager ville tillate det sure sulfat å omdanne metallet til en løselig form.

For å kvantifisere hvor farlig aerosolen kan være, utviklet forskerne et analytisk system med høyt gjennomløp for et kjemisk analyse-kalt oksidativt potensial, som simulerer den giftige reaksjonen som en slik blanding ville ha på cellulære organismer. Dette instrumentet ble brukt til å generere store datasett på atmosfærisk aerosoloksydativt potensial, som ved bruk i en tidligere epidemiologisk studie, fant forskere ved Georgia Tech og Emory University at kjemisk analyse var statistisk forbundet med sykehusinnleggelser i Atlanta for astma og hvesning.

I den nye studien observert forskerne at topptoksisiteten indikert ved analysen var nært korrelert med de partiklene som inneholdt den største mengden oppløselige metaller, som kun oppstod da metalliske partikler blandet med svært surt sulfat.

"Det er røykpistolen," sier Nenes. "Sulfatet løsner i det vesentlige disse metaller; Når du puster inn partiklene, kan metaller absorberes direkte inn i blodstrømmen og forårsake problemer i hele kroppen. For første gang oppstår en mekanisme for å forklare hvorfor små mengder surt sulfat kan påvirke helsen negativt. "

Mens prøven tatt fra teststedet som ligger lengre bort fra motorveien, hadde mindre partikkelformet metall, var det fortsatt nok til å forårsake en økning i det oksidative potensialet, noe som viste at veiforurensning kunne bevege seg gjennom luften og potensielt forårsake problemer i omkringliggende områder .

Selv elektriske biler

Støv fra bremser og dekk er ikke den eneste kilden til metaller i luften. Forbrenningsovner og andre former for forbrenning produserer også mineralstøv og metalliske partikler, som kan blandes med sulfat for å utløse en lignende reaksjon.

Forskerne bemerker at mens mengden partikkelformig sulfat i det sørøstlige USA har gått ned i løpet av de siste 15-årene etter hvert som svoveldioksidutslipp fra kraftverk har falt, er det fortsatt nok surt sulfat i luften for å holde pH-verdien av partikler svært lav, i området 0 til 2, transformerer uoppløselige omgivende metaller til en løselig form.

"Utslipp av utslipp fra kjøretøyet går ned, men slike utslipp fra bremsing vil forbli i noen grad, selv om du kjører en elbil, sier Weber. "Derfor vil denne typen prosess fortsette å spille ut i fremtiden, og vil være et viktig hensyn når vi ser på helseeffekter av partikler."

kilde: Georgia Tech

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon