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lunes, 6 de marzo de 2017

El polvo de los frenos puede causar más problemas respiratorios de lo que puedas imaginar.

Aunque las emisiones de escape podrían caer en los años próximos a medida que los vehículos de cero emisiones lleguen más a la calle, una importante fuente de contaminación del aire de carretera no muestra signos de disminuir: el polvo de freno y neumáticos.


Athanasios Nenes, un profesor y Georgia Power Scholar en la Escuela de Ciencias de la Tierra y la Atmósfera y la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular Crédito: Georgia Tech
 
Los metales de frenos y otros sistemas de automoción se emiten en el aire como partículas finas, persistentes sobre los caminos ocupados. Ahora, investigadores del Instituto de tecnología de Georgia han mostrado cómo esa nube de diminutas partículas de metal podría causar estragos en la salud respiratoria.

En un estudio publicado el 31 de enero en la revista Environmental Science & Technology, los investigadores describen cómo emitido por  vehículos metales como cobre, hierro y manganeso que  interactúan con partículas ácidas ricas en sulfato ya en el aire para producir un aerosol tóxico.

"Hay una reacción en cadena que ocurre en el aire sobre las carreteras muy ocupadas," dijo Rodney Weber, profesor de la Facultad de Ciencias de la tierra y atmosférica en Georgia Tech. — El sulfato ácido sulfato en la atmósfera entra en contacto con los metales emitidos por el tráfico y cambia su solubilidad, haciéndolos más propensos a causar estrés oxidativo cuando se inhalan.

El estudio, que fue patrocinado por la National Science Foundation y la Agencia de protección ambiental de Estados Unidos, demostró cómo los metales se emiten principalmente en una forma insoluble pero poco a poco se convierten en solubles después de mezclarlos con sulfatos.

"El sulfato  se ha asociado durante largo tiempo con efectos adversos para la salud," dijo Athanasios Nenes, profesor y erudito de Georgia Power en la Facultad de Ciencias de la tierra y  atmosférica y la escuela de ingeniería química y Biomolecular. "La vieja hipótesis fue que el sulfato ácido quema su revestimiento pulmonar, que conduce a su vez los efectos de la mala salud. Pero no hay suficiente ácido en el aire solo para tener ese impacto."

Pero el sulfato desempeña un papel clave en la fabricación de metales solubles antes de la inhalación, que podría explicar la Asociación de sulfato con impactos adversos en la salud, dijeron los investigadores.

Los investigadores recolectaron muestras de materia particulada ambiental en dos lugares en Atlanta - uno cerca de una importante carretera interestatal y otro sitio urbano a 420 metros de la carretera. Analizaron el contenido químico, distribución de tamaño y acidez de las muestras..

Una cantidad significativa del  sulfato encontrado en el ambiente fue similar en tamaño a las partículas del metal, lo que sugiere que el sulfato en el ambiente  y los metales se mezclaron dentro de partículas individuales, que durante horas o días permitiría que el sulfato ácido convirtiera el metal en una forma soluble.

Para cuantificar qué tan peligroso podría ser el aerosol, los investigadores desarrollaron un sistema analítico de alto rendimiento para un ensayo químico - llamado potencial oxidativo - que simula la respuesta tóxica que tal  mezcla tendría sobre los organismos celulares. Este instrumento se utilizó para generar conjuntos de datos grandes en potencial oxidativo de ambiente aerosol, que cuando se utilizó en un estudio epidemiológico antes, investigadores de Georgia Tech y la Universidad de Emory encontraron que el análisis químico se asoció estadísticamente  con hospitalizaciones en Atlanta para el asma y  sibilancias.

En el nuevo estudio, los investigadores observaron que la toxicidad máxima indicada por el ensayo fue correlacionada a las partículas que contiene la mayor cantidad de metales solubles, que se produjo sólo cuando las partículas metálicas se mezclan con sulfato de altamente ácido.

"Esa es la pistola humeante", dijo Nenes. "El sulfato esencialmente disuelve los metales; Cuando usted respira esas partículas, los metales podrían ser absorbidos directamente en el torrente sanguíneo y causar problemas en todo el cuerpo. Por primera vez, un mecanismo surge para explicar por qué pequeñas cantidades de sulfato ácido pueden afectar negativamente la salud."

Mientras que la muestra tomada del sitio de pruebas ubicado más lejos de la carretera tenía menos partículas de metal, allí era suficiente para causar un aumento en el potencial oxidativo, mostrando que el camino de la contaminación podría viajar por el aire y causar problemas en los alrededores.

El polvo de frenos y los neumáticos no es la única fuente de metales en el aire. Incineradores y otras formas de combustión también producen polvo mineral y partículas metálicas, que se podrían mezclar con el sulfato para desencadenar una reacción similar.

Los investigadores observaron que mientras la cantidad de partículas de sulfato en el sureste de Estados Unidos ha disminuido durante los últimos 15 años a medida que las emisiones de dióxido de azufre de las centrales eléctricas han caído, todavía hay suficiente sulfato ácido en el aire para mantener el pH de las partículas muy bajo El rango de 0 a 2, transformando los metales ambientales insolubles en una forma soluble.
 
"Las emisiones de los tubos de escape de los vehículos  van hacia abajo, pero este tipo de emisiones de frenado permanecerá hasta cierto punto, incluso si usted conduce un auto eléctrico," dijo Weber. "Por lo tanto, este tipo de proceso continuará jugando en el futuro y será una consideración importante cuando nos fijemos en los efectos de las partículas."

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