Penyelidikan baru menunjukkan bagaimana brek dan tayar debu - awan zarah logam kecil-boleh mendatangkan malapetaka pada kesihatan pernafasan.
Logam dari brek dan sistem automotif lain memasuki udara sebagai zarah halus, berlarutan di jalan raya yang sibuk. Walaupun pelepasan tailpipe mungkin jatuh apabila lebih banyak kenderaan pelepasan sifar melanda jalan-jalan, debu brek dan tayar, sumber utama pencemaran udara lebuh raya, tidak menunjukkan tanda-tanda pengurangan.
Dalam jurnal Sains & Teknologi Alam Sekitar, para penyelidik menggambarkan bagaimana logam yang dipancarkan kenderaan seperti tembaga, besi, dan mangan berinteraksi dengan zat-zat yang kaya dengan asid sulfat yang ada di udara untuk menghasilkan aerosol toksik.
"Terdapat reaksi berantai yang berlaku di udara di atas jalan raya yang sibuk," kata Rodney Weber, seorang profesor di Sekolah Sains & Atmosfera Institut Teknologi Georgia. "Asid sulfat di atmosfera bersentuhan dengan logam yang dipancarkan dari lalu lintas dan mengubah kelarutannya, menjadikannya lebih cenderung menyebabkan tekanan oksidatif ketika disedut."
Kajian yang ditaja oleh Yayasan Sains Kebangsaan dan Agensi Perlindungan Alam Sekitar Amerika Syarikat, menunjukkan bagaimana logam dipancarkan terutamanya dalam bentuk tidak larut tetapi perlahan-lahan menjadi larut selepas bercampur dengan sulfat.
"Sulfate telah lama dikaitkan dengan kesan buruk terhadap kesihatan," kata Athanasios Nenes, seorang profesor di Sekolah Sains Bumi & Atmosfera dan Sekolah Kejuruteraan Kimia & Biomolekul. "Hipotesis lama ialah sulfat berasid membakar lapisan paru-paru anda, yang seterusnya menyebabkan kesan buruk terhadap kesihatan. Tetapi tidak ada cukup asam di udara sahaja yang benar-benar memberi kesan itu. "
Tetapi sulfat memainkan peranan penting dalam membuat logam larut sebelum ia dihidu, yang dapat menjelaskan persatuan sulfat dengan kesan buruk yang buruk, kata para penyelidik.
'Pistol merokok'
Para penyelidik mengumpul sampel bahan zarah sekeliling di dua lokasi di Atlanta-satu berhampiran lebuh raya antara negeri utama dan satu lagi lokasi bandar 420 meter dari jalan raya. Mereka menganalisis kandungan kimia, pengedaran saiz, dan keasidan sampel.
Sebilangan besar sulfat ambien yang didapati adalah sama dengan saiz zarah logam, menunjukkan bahawa sulfat ambien dan logam bercampur dalam zarah individu, yang selama berjam-jam atau hari akan membolehkan sulfat berasid untuk menukar logam menjadi bentuk yang larut.
Untuk menghitung betapa berbahayanya aerosol itu, para penyelidik telah membangunkan sistem analisis tinggi yang tinggi untuk potensi pengoksidaan kimia yang dikenali sebagai oksidatif - yang mensimulasikan tindak balas toksik yang akan berlaku pada organisma selular. Alat ini digunakan untuk menghasilkan set data yang besar pada potensi oksidatif aerosol ambien, yang apabila digunakan dalam kajian epidemiologi sebelum ini, para penyelidik di Georgia Tech dan Emory University mendapati bahawa ujian kimia dikaitkan secara statistik dengan kemasukan hospital di Atlanta untuk asma dan mengi.
Dalam kajian baru ini, para penyelidik mendapati bahawa ketoksikan puncak yang ditunjukkan oleh asupan itu dikaitkan rapat dengan zarah-zarah tersebut yang mengandungi jumlah terbesar logam larut, yang berlaku hanya apabila zarah-zarah logam dicampur dengan sulfat berasid yang sangat tinggi.
"Itulah senjata merokok," kata Nenes. "Sulfat pada asasnya melarutkan logam tersebut; apabila anda bernafas dalam zarah tersebut, logam boleh diserap terus ke aliran darah dan menyebabkan masalah di seluruh badan. Untuk pertama kalinya, mekanisme muncul untuk menjelaskan mengapa sejumlah kecil sulfat berasid boleh menjejaskan kesihatan. "
Walaupun sampel yang diambil dari tapak pengujian yang terletak lebih jauh dari lebuh raya mempunyai logam zarahan yang kurang, masih cukup untuk menyebabkan peningkatan potensi oksidatif, menunjukkan bahawa pencemaran jalan boleh bergerak melalui udara dan berpotensi menyebabkan masalah di kawasan sekitar juga .
Malah kereta elektrik
Debu dari brek dan tayar bukanlah satu-satunya sumber logam di udara. Insinerator dan bentuk lain pembakaran juga menghasilkan habuk mineral dan zarah logam, yang boleh dicampur dengan sulfat untuk mencetuskan reaksi yang sama.
Para penyelidik mencatatkan bahawa walaupun jumlah sulfat partikulat di tenggara Amerika Syarikat telah menurun pada tahun-tahun lalu 15 sebagai pelepasan sulfur dioksida dari loji kuasa telah jatuh, masih cukup sulfat berasid di udara untuk menjaga pH zarah yang sangat rendah, dalam julat 0 hingga 2, mengubah logam ambien yang tidak larut ke bentuk larut.
"Pelepasan gas tailpipe kenderaan turun, tetapi jenis pelepasan dari brek akan tetap sedikit, walaupun anda memandu kereta elektrik," kata Weber. "Oleh itu, proses seperti ini akan terus dimainkan pada masa akan datang dan akan menjadi pertimbangan penting apabila kita melihat kesan kesihatan zarah partikulasinya."
sumber: Georgia Tech
Buku-buku yang berkaitan
at InnerSelf Market dan Amazon
