Nieuw onderzoek laat zien hoe rem- en bandstof - een wolk van kleine metaaldeeltjes - schade aan de luchtwegen kan veroorzaken.

Metalen van remmen en andere autosystemen komen als fijne deeltjes de lucht in, slepend over drukke wegen. Hoewel uitlaatemissies kunnen afnemen naarmate er meer voertuigen met nulemissie op straat komen, vertoont rem- en bandstof, een belangrijke bron van luchtvervuiling op de snelweg, geen tekenen van afname.

In het tijdschrift Milieuwetenschappen en -technologie, beschrijven onderzoekers hoe voertuig-geëmitteerde metalen zoals koper, ijzer en mangaan interageren met zure sulfaatrijke deeltjes die al in de lucht aanwezig zijn om een ​​giftige aerosol te produceren.

"Er vindt een kettingreactie plaats in de lucht boven drukke snelwegen", zegt Rodney Weber, een professor aan de School of Earth & Atmospheric Sciences van het Georgia Institute of Technology. "Zuur sulfaat in de atmosfeer komt in contact met de metalen die door het verkeer worden uitgestoten en verandert hun oplosbaarheid, waardoor ze bij inademing eerder oxidatieve stress veroorzaken."

De studie, die de National Science Foundation en de US Environmental Protection Agency sponsorden, laat zien hoe de metalen voornamelijk in een onoplosbare vorm worden geëmitteerd maar langzaam oplosbaar worden na vermenging met sulfaat.

"Sulfaat wordt al lang in verband gebracht met schadelijke gevolgen voor de gezondheid", zegt Athanasios Nenes, een professor aan de School of Earth & Atmospheric Sciences en de School of Chemical & Biomolecular Engineering. “De oude hypothese was dat het zure sulfaat je longwand verbrandt, wat op zijn beurt weer leidt tot slechte gezondheidseffecten. Maar er zit alleen niet genoeg zuur in de lucht om echt die impact te hebben. "

Maar sulfaat speelt een sleutelrol bij het oplosbaar maken van metalen voordat ze worden ingeademd, wat de associatie van sulfaat met nadelige gezondheidseffecten zou kunnen verklaren, zeggen de onderzoekers.

Het 'rokende geweer'

De onderzoekers verzamelden monsters van deeltjesvormige deeltjes op twee locaties in Atlanta - een bij een belangrijke snelweg langs de snelweg en een andere 420-stadsterrein weg van de rijbaan. Ze analyseerden de chemische inhoud, grootteverdeling en zuurgraad van de monsters.

Een significante hoeveelheid van het gevonden omgevingssulfaat was qua afmeting vergelijkbaar met de metaaldeeltjes, hetgeen suggereert dat het omgevingssulfaat en de metalen in afzonderlijke deeltjes werden gemengd, hetgeen gedurende uren of dagen het zure sulfaat in staat zou stellen het metaal in een oplosbare vorm om te zetten.

Om te kwantificeren hoe gevaarlijk de aerosol zou kunnen zijn, ontwikkelden de onderzoekers een analytisch systeem met hoge doorvoer voor een chemische test genaamd oxidatief potentieel - dat de toxische reactie simuleert die een dergelijke mix zou hebben op cellulaire organismen. Dit instrument werd gebruikt om grote gegevenssets te genereren met betrekking tot het oxidatiepotentieel van omgevingsaërosolen, die bij gebruik in een eerder epidemiologisch onderzoek onderzoekers van Georgia Tech en Emory University vonden dat de chemische test statistisch werd geassocieerd met ziekenhuisopnames in Atlanta voor astma en piepende ademhaling.

In de nieuwe studie, de onderzoekers waargenomen dat de piek toxiciteit aangegeven door de test was nauw gecorreleerd met die deeltjes die de grootste hoeveelheid oplosbare metalen bevatten, die alleen optraden wanneer metalen deeltjes gemengd met zeer zure sulfaat.

"Dat is het rokende pistool", zegt Nenes. "Het sulfaat lost in wezen die metalen op; als je die deeltjes inademt, kunnen de metalen direct in de bloedstroom worden opgenomen en problemen veroorzaken in het hele lichaam. Voor de eerste keer verschijnt er een mechanisme om uit te leggen waarom kleine hoeveelheden zuur sulfaat de gezondheid negatief kunnen beïnvloeden. "

Hoewel het monster van de testlocatie die verder van de snelweg was gelegen minder fijn metaal bevatte, was er nog steeds genoeg om het oxidatievermogen te vergroten, wat aantoont dat wegvervuiling door de lucht kan reizen en mogelijk ook problemen in de omliggende gebieden kan veroorzaken. .

Zelfs elektrische auto's

Stof van remmen en banden is niet de enige bron van metalen in de lucht. Verbrandingsinstallaties en andere vormen van verbranding produceren ook mineraalstof en metaaldeeltjes, die zich zouden kunnen vermengen met sulfaat om een ​​soortgelijke reactie te veroorzaken.

De onderzoekers merken op dat, hoewel de hoeveelheid deeltjesvormig sulfaat in het zuidoosten van de Verenigde Staten in de afgelopen 15-jaren is gedaald omdat zwaveldioxide-emissies van elektriciteitscentrales zijn gedaald, er nog steeds genoeg zuur sulfaat in de lucht is om de pH van deeltjes zeer laag te houden, het bereik van 0 tot 2, waarbij onoplosbare omgevingsmetalen in een oplosbare vorm worden omgezet.

"De uitlaatgassen van het voertuig dalen, maar dit soort emissies van het remmen zal tot op zekere hoogte blijven bestaan, zelfs als je in een elektrische auto rijdt", zegt Weber. "Daarom zal dit soort proces zich in de toekomst blijven voordoen en zal het een belangrijke overweging zijn wanneer we kijken naar de gezondheidseffecten van zwevende deeltjes."

Bron: Georgia Tech

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon