Νέα έρευνα δείχνει πώς η σκόνη φρένων και ελαστικών - ένα σύννεφο μικροσκοπικών μεταλλικών σωματιδίων - θα μπορούσε να προκαλέσει καταστροφή στην υγεία του αναπνευστικού.

Μέταλλα από φρένα και άλλα συστήματα αυτοκινήτων εισέρχονται στον αέρα ως λεπτά σωματίδια, που παραμένουν σε πολυσύχναστους δρόμους. Παρόλο που οι εκπομπές σωλήνων εξαγωγής ενδέχεται να μειωθούν καθώς περισσότερα οχήματα μηδενικών εκπομπών χτυπούν στους δρόμους, η σκόνη φρένων και ελαστικών, μια σημαντική πηγή ατμοσφαιρικής ρύπανσης στον αυτοκινητόδρομο, δεν δείχνει σημάδια μείωσης.

Στο περιοδικό Περιβαλλοντική Επιστήμη & Τεχνολογία, οι ερευνητές περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο τα μέταλλα που εκπέμπονται από οχήματα όπως ο χαλκός, ο σίδηρος και το μαγγάνιο αλληλεπιδρούν με τα πλούσια σε όξινα θειικά σωματίδια που βρίσκονται ήδη στον αέρα για την παραγωγή ενός τοξικού αερολύματος.

«Υπάρχει μια αλυσιδωτή αντίδραση στον αέρα πάνω από πολυσύχναστους αυτοκινητόδρομους», λέει ο Rodney Weber, καθηγητής στη Σχολή Γης και Ατμοσφαιρικών Επιστημών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Γεωργίας. "Το όξινο θειικό άλας στην ατμόσφαιρα έρχεται σε επαφή με εκείνα τα μέταλλα που εκπέμπονται από την κυκλοφορία και αλλάζει τη διαλυτότητά τους, καθιστώντας τα πιο πιθανό να προκαλέσουν οξειδωτικό στρες όταν εισπνέεται."

Η μελέτη, την οποία χρηματοδότησε το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και η Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος των ΗΠΑ, δείχνει πώς τα μέταλλα εκπέμπονται κυρίως σε αδιάλυτη μορφή αλλά αργά καθίστανται διαλυτά μετά την ανάμιξη με θειικό άλας.

«Το θειικό άλας έχει από καιρό συσχετιστεί με δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία», λέει ο Αθανάσιος Νένες, καθηγητής στη Σχολή Γης & Ατμοσφαιρικών Επιστημών και στη Σχολή Χημικών & Βιομοριακών Μηχανικών. «Η παλιά υπόθεση ήταν ότι το όξινο θειικό κάψιμο της επένδυσης των πνευμόνων σας, το οποίο με τη σειρά του οδηγεί στις κακές επιπτώσεις στην υγεία. Αλλά δεν υπάρχει αρκετό οξύ στον αέρα για να έχει πραγματικά αυτό το αντίκτυπο. "

Ωστόσο, το θειικό άλας διαδραματίζει βασικό ρόλο στο να καθιστούν τα μέταλλα διαλυτά πριν εισπνευστούν, κάτι που θα μπορούσε να εξηγήσει τη σύνδεση του θειικού άλατος με τις δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία, λένε οι ερευνητές.

Το «όπλο καπνίσματος»

Οι ερευνητές συνέλεξαν δείγματα σωματιδίων περιβάλλοντος σε δύο τοποθεσίες στην Ατλάντα - μία κοντά σε έναν μεγάλο διακρατικό αυτοκινητόδρομο και μια άλλη αστική τοποθεσία 420 μέτρα μακριά από το δρόμο. Ανέλυσαν το χημικό περιεχόμενο, την κατανομή μεγέθους και την οξύτητα των δειγμάτων.

Μια σημαντική ποσότητα του θειικού περιβάλλοντος που βρέθηκε ήταν παρόμοια σε μέγεθος με τα μεταλλικά σωματίδια, υποδηλώνοντας ότι το θειικό περιβάλλον και τα μέταλλα αναμίχθηκαν μέσα σε μεμονωμένα σωματίδια, τα οποία σε ώρες ή ημέρες θα επέτρεπαν στο όξινο θειικό να μετατρέψει το μέταλλο σε διαλυτή μορφή.

Για να ποσοτικοποιηθεί το πόσο επικίνδυνο θα μπορούσε να είναι το αεροζόλ, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα αναλυτικό σύστημα υψηλής απόδοσης για μια χημική ανάλυση - που ονομάζεται οξειδωτικό δυναμικό - που προσομοιώνει την τοξική απόκριση που θα είχε ένα τέτοιο μείγμα στους κυτταρικούς οργανισμούς. Αυτό το όργανο χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία μεγάλων συνόλων δεδομένων σχετικά με το οξειδωτικό δυναμικό αεροζόλ περιβάλλοντος, το οποίο όταν χρησιμοποιήθηκε σε μια προηγούμενη επιδημιολογική μελέτη, ερευνητές στο Georgia Tech και το Πανεπιστήμιο Emory διαπίστωσαν ότι η χημική δοκιμασία συσχετίστηκε στατιστικά με τις εισαγωγές νοσοκομείων στην Ατλάντα για άσθμα και συριγμό.

Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η μέγιστη τοξικότητα που υποδεικνύεται από τον προσδιορισμό συσχετίστηκε στενά με εκείνα τα σωματίδια που περιείχαν τη μεγαλύτερη ποσότητα διαλυτών μετάλλων, τα οποία εμφανίστηκαν μόνο όταν τα μεταλλικά σωματίδια αναμίχθηκαν με πολύ όξινο θειικό.

«Αυτό είναι το όπλο του καπνίσματος», λέει η Nenes. «Το θειικό άλας διαλύει ουσιαστικά αυτά τα μέταλλα. όταν αναπνέετε αυτά τα σωματίδια, τα μέταλλα θα μπορούσαν να απορροφηθούν απευθείας στη ροή του αίματος και να προκαλέσουν προβλήματα σε όλο το σώμα. Για πρώτη φορά, εμφανίζεται ένας μηχανισμός που εξηγεί γιατί μικρές ποσότητες όξινου θειικού άλατος μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την υγεία. "

Ενώ το δείγμα που ελήφθη από τον τόπο δοκιμών που βρίσκεται πιο μακριά από τον αυτοκινητόδρομο είχε λιγότερα σωματιδιακά μέταλλα, υπήρχε ακόμη αρκετό για να προκαλέσει αύξηση του οξειδωτικού δυναμικού, δείχνοντας ότι η ρύπανση των οδών θα μπορούσε να ταξιδέψει μέσω του αέρα και ενδεχομένως να προκαλέσει προβλήματα και στις γύρω περιοχές .

Ακόμα και ηλεκτρικά αυτοκίνητα

Η σκόνη από φρένα και ελαστικά δεν είναι η μόνη πηγή μετάλλων στον αέρα. Οι αποτεφρωτές και άλλες μορφές καύσης παράγουν επίσης μεταλλική σκόνη και μεταλλικά σωματίδια, τα οποία θα μπορούσαν να αναμιχθούν με θειικό άλας για να προκαλέσουν παρόμοια αντίδραση.

Οι ερευνητές σημειώνουν ότι ενώ η ποσότητα των θειικών σωματιδίων στις νοτιοανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες έχει μειωθεί τα τελευταία 15 χρόνια καθώς οι εκπομπές διοξειδίου του θείου από τους σταθμούς παραγωγής ενέργειας έχουν μειωθεί, υπάρχει ακόμα αρκετό όξινο θειικό στον αέρα για να διατηρήσει το pH των σωματιδίων πολύ χαμηλό, το εύρος 0 έως 2, μετατρέποντας τα αδιάλυτα μέταλλα περιβάλλοντος σε διαλυτή μορφή.

«Οι εκπομπές του σωλήνα εξαγωγής του οχήματος μειώνονται, αλλά αυτά τα είδη εκπομπών από το φρενάρισμα θα παραμείνουν σε κάποιο βαθμό, ακόμη και αν οδηγείτε ηλεκτρικό αυτοκίνητο», λέει ο Weber. «Επομένως, αυτού του είδους η διαδικασία θα συνεχίσει να διαδραματίζεται στο μέλλον και θα είναι μια σημαντική εξέταση όταν εξετάζουμε τις επιπτώσεις στην υγεία των σωματιδίων».

πηγή: Georgia Tech

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon