刹车粉尘如何最终损害你的肺

新的研究表明,制动器和轮胎上的尘埃(一团金属微粒)可能会对呼吸系统的健康造成严重的影响。

刹车和其他汽车系统中的金属以细颗粒的形式进入空气,在繁忙的道路上徘徊。 尽管随着更多的零排放车辆驶上街道,尾气排放量可能会下降,刹车和轮胎粉尘是公路空气污染的主要来源,但并没有减少的迹象。

在杂志 环境科学与技术,研究人员描述了车辆排放的金属如铜,铁和锰与空气中已经存在的酸性硫酸盐丰富的颗粒如何相互作用以产生有毒的气溶胶。

佐治亚理工学院地球与大气科学学院的教授罗德尼·韦伯说:“繁忙的高速公路上方的空气中正在发生连锁反应。” “大气中的硫酸硫酸与交通释放出的那些金属接触并改变其溶解度,使它们在吸入时更有可能引起氧化应激。”

美国国家科学基金会和美国环境保护署资助的这项研究显示,金属主要以不溶形式释放,但与硫酸盐混合后缓慢溶解。


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“硫酸盐长期以来一直与不良的健康影响相关联,”地球与大气科学学院以及化学与生物分子工程学院的教授Athanasios Nenes说。 “以前的假设是酸性硫酸盐会灼伤您的肺内壁,进而导致不良的健康影响。 但仅空气中的酸不足以真正产生这种影响。”

但研究人员说,硫酸盐在吸入金属前使金属溶解起关键作用,这可以解释硫酸盐与不良健康影响之间的关系。

“吸烟枪”

研究人员在亚特兰大的两个地点采集了大气颗粒物样本,其中一个位于州际公路附近,另一个位于距离巷道420米的城市位置。 他们分析了样品的化学成分,粒度分布和酸度。

发现大量的环境硫酸盐的尺寸与金属颗粒相似,表明周围的硫酸盐和金属在单独的颗粒内混合,这在数小时或数天内将允许酸性硫酸盐将金属转化为可溶形式。

为了量化气溶胶的危险程度,研究人员开发了一种化学分析的高通量分析系统 - 称为氧化电位 - 模拟这种混合物对细胞生物的毒性反应。 这个仪器被用来生成关于环境气溶胶氧化能力的大量数据,佐治亚理工学院和埃默里大学的研究人员在早期的流行病学研究中发现,该化学分析与亚特兰大哮喘和喘息的住院率有统计学相关性。

在这项新的研究中,研究人员观察到,该试验所显示的峰值毒性与那些含有最多可溶性金属的颗粒密切相关,只有当金属颗粒与高度酸性的硫酸盐混合时才会发生。

内斯尼斯说:“那是吸烟枪。” “硫酸盐基本上溶解了这些金属; 当你呼吸这些颗粒时,金属可能被直接吸收到血液中,并在整个身体上产生问题。 这是第一次出现了一种机制来解释为什么少量的酸性硫酸盐会对健康产生不利影响。“

而从距离公路较远的试验场取样的颗粒金属较少,但仍有足够的氧化潜力,表明道路污染可能通过空气传播,并可能在周边地区造成问题。

即使是电动车

刹车和轮胎上的灰尘并不是空气中唯一的金属来源。 焚烧炉和其他形式的燃烧也会产生矿物粉尘和金属颗粒,这些颗粒可能会与硫酸盐混合,引发类似的反应。

研究人员指出,尽管在过去的15年份,美国东南部颗粒硫酸盐的数量已经下降,因为发电厂的二氧化硫排放量已经下降,但空气中仍然有足够的酸性硫酸盐来保持颗粒物的pH值非常低, 0到2的范围,将不溶的环境金属转化为可溶形式。

Weber表示:“即使驾驶电动汽车,车辆尾气排放量也在下降,但这些制动排放量仍将在一定程度上保持。 “因此,这种过程将来会继续发展下去,并且在考察颗粒物对健康的影响时将是一个重要的考虑因素。”

Sumber: 佐治亚理工学院

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