どのようにブレーキの塵があなたの肺を衰弱させてしまうか

新しい研究では、ブレーキやタイヤの粉塵(小さな金属粒子の雲)が呼吸器の健康に大きな影響を与える可能性があることが示されています。

ブレーキや他の自動車システムからの金属は、細かい粒子として大気中に入り、混雑した道路上に滞留します。 高速道路の大気汚染の主な原因であるブレーキやタイヤの粉塵は、より多くのゼロエミッション車が通り過ぎるとテールパイプの排気ガスが減少する可能性がありますが、緩和の兆候は見られません。

ジャーナルに 環境科学技術研究者らは、銅、鉄、マンガンなどの自動車から排出された金属がすでに空気中の酸性硫酸塩豊富な粒子と相互作用して有毒なエアロゾルを生成する方法を説明しています。

「忙しい高速道路の上の空中で連鎖反応が起こっています」とジョージア工科大学の地球大気科学部のロドニー・ウェーバー教授は言います。 「大気中の酸性硫酸塩は、交通から放出される金属と接触して溶解度を変化させ、吸入すると酸化ストレスを引き起こす可能性が高くなります。」

国立科学財団と米国環境保護庁(US Environmental Protection Agency)が主催したこの研究は、金属が主に不溶性の形態でどのように放出されるかを示しているが、硫酸塩と混合した後は徐々に可溶性になる。


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「硫酸塩は長い間健康への悪影響と関連してきました」と地球大気科学部と化学・生体分子工学部の教授であるAthanasiosNenesは言います。 「古い仮説は、酸性硫酸塩が肺の内壁を火傷し、それが健康への悪影響をもたらすというものでした。 しかし、実際にその影響を与えるには、空気だけでは十分な酸がありません。」

しかし硫酸塩は吸入前に可溶性の金属を作るために重要な役割を果たしており、これは硫酸塩の健康への悪影響との関連を説明することができます。

「喫煙銃」は、

研究者らは、主要な州際高速道路の近くのアトランタ1つと、道路から離れたもう1つの都市サイト420の2つの場所で周囲の粒子状物質のサンプルを収集しました。 彼らは、サンプルの化学量、サイズ分布、および酸度を分析した。

周囲硫酸塩と金属が個々の粒子内で混合されていることを示唆しており、数時間または数日かけて酸性硫酸塩が金属を可溶性形態に変えることができる。

エアロゾルの危険性を定量化するために、研究者らは、このような混合物が細胞生物に及ぼす毒性反応をシミュレートする、化学的アッセイのためのハイスループット分析システムを開発しました。 ジョージア工科大学とエモリー大学の研究者らは、以前の疫学研究で利用されたときに、アトランタの喘息と喘鳴のための化学療法が入院と統計的に関連していることを発見しました。

新しい研究では、この研究で示されたピーク毒性は、金属粒子が高度に酸性の硫酸塩と混合した場合にのみ起こる可溶性金属の最大量を含む粒子と密接に相関していることが観察された。

「それは喫煙銃です」とNenes氏は言います。 硫酸塩は本質的にそれらの金属を溶解する。 これらの粒子で呼吸すると、金属が血流に直接吸収され、体全体に問題を引き起こす可能性があります。 少量の酸性硫酸塩が健康に悪影響を及ぼしている理由を初めて説明するのが、初めてのメカニズムです。

高速道路から遠く離れた試験場から採取されたサンプルは、粒状金属が少なかったが、酸化ポテンシャルが上昇し、道路の汚染が空気中を移動し、周辺地域でも問題を引き起こす可能性があることが示された。

電気自動車でさえ

ブレーキやタイヤからの塵は空気中の唯一の金属源ではありません。 焼却炉および他の形態の燃焼はまた、鉱物粉塵および金属粒子を生成し、これは硫酸塩と混合して同様の反応を引き起こす可能性がある。

研究者は、発電所からの二酸化硫黄排出量が減少したため、米国南東部の硫酸塩粒子の量が過去15年に減少した一方で、粒子のpHを非常に低く保つのに十分な酸性硫酸塩がまだ空気中にある0から2の範囲であり、不溶性周囲金属を可溶性形態に変換する。

「車両排気ガスの排出量は減少していますが、たとえ電気自動車を運転しても、ブレーキングによる排出量はある程度残っています。 "したがって、この種のプロセスは今後も継続して行われ、粒子状物質の健康への影響を検討する際には重要な考慮事項となります。

情報源: ジョージア工科大学

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