Una nuova ricerca mostra come il freno e la polvere dei pneumatici, una nuvola di minuscole particelle metalliche, possano devastare la salute delle vie respiratorie.

I metalli di freni e altri sistemi automobilistici entrano nell'aria come particelle fini, indugiando su strade trafficate. Anche se le emissioni dallo scarico possono scendere mentre altri veicoli a emissioni zero colpiscono le strade, i freni e la polvere dei pneumatici, una delle principali fonti di inquinamento atmosferico, non mostrano segni di diminuzione.

Nella rivista Scienze e tecnologie ambientaliI ricercatori descrivono come i metalli emessi dal veicolo come il rame, il ferro e il manganese interagiscono con le particelle solide di acido solfato già presenti nell'aria per produrre un aerosol tossico.

"C'è una reazione a catena nell'aria sopra le autostrade trafficate", dice Rodney Weber, professore alla School of Earth & Atmospheric Sciences del Georgia Institute of Technology. "Il solfato acido nell'atmosfera entra in contatto con quei metalli emessi dal traffico e cambia la loro solubilità, rendendoli più propensi a causare stress ossidativo se inalati".

Lo studio, sponsorizzato dalla National Science Foundation e dall'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti, mostra come i metalli vengano emessi principalmente in una forma insolubile, ma lentamente diventano solubili dopo la miscelazione con solfato.

"Il solfato è stato a lungo associato a impatti negativi sulla salute", afferma Athanasios Nenes, professore presso la School of Earth & Atmospheric Sciences e la School of Chemical & Biomolecular Engineering. "La vecchia ipotesi era che il solfato acido brucia il rivestimento dei polmoni, il che a sua volta porta gli effetti negativi sulla salute. Ma non c'è abbastanza acido nell'aria da solo per avere davvero quell'impatto. "

Ma il solfato svolge un ruolo chiave nel rendere i metalli solubili prima di essere inalati, il che potrebbe spiegare l'associazione del solfato con impatti negativi sulla salute, dicono i ricercatori.

La "pistola fumante"

I ricercatori hanno raccolto campioni di particolato ambientale in due località di Atlanta, una vicino a una grande autostrada interstatale e un altro sito urbano 420 a pochi metri dalla carreggiata. Hanno analizzato il contenuto chimico, la distribuzione delle dimensioni e l'acidità dei campioni.

Una quantità significativa del solfato ambientale trovato era di dimensioni simili alle particelle metalliche, suggerendo che il solfato e i metalli ambientali erano mescolati all'interno di singole particelle, che nell'arco di ore o giorni avrebbero permesso al solfato acido di convertire il metallo in una forma solubile.

Per quantificare quanto pericoloso possa essere l'aerosol, i ricercatori hanno sviluppato un sistema analitico ad alto rendimento per un saggio chimico, chiamato potenziale ossidativo, che simula la risposta tossica che una tale miscela avrebbe sugli organismi cellulari. Questo strumento è stato utilizzato per generare ampi set di dati sul potenziale ossidante dell'aerosol ambientale, che, quando utilizzato in uno studio epidemiologico precedente, i ricercatori della Georgia Tech e dell'Emory University hanno scoperto che il dosaggio chimico era statisticamente associato ai ricoveri ospedalieri ad Atlanta per asma e dispnea.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno osservato che il picco di tossicità indicato dal dosaggio era strettamente correlato a quelle particelle che contenevano la maggior quantità di metalli solubili, che si verificava solo quando particelle metalliche mescolate con solfato altamente acido.

"Questa è la pistola fumante", dice Nenes. "Il solfato essenzialmente dissolve quei metalli; quando inspirate quelle particelle, i metalli potrebbero essere assorbiti direttamente nel flusso sanguigno e causare problemi in tutto il corpo. Per la prima volta, emerge un meccanismo per spiegare perché piccole quantità di solfato acido possono influire negativamente sulla salute ".

Mentre il campione prelevato dal sito di test situato più lontano dall'autostrada aveva meno metallo particolato, c'era ancora abbastanza da causare un aumento del potenziale ossidativo, dimostrando che l'inquinamento della strada poteva viaggiare nell'aria e potenzialmente causare problemi anche nelle aree circostanti .

Anche le auto elettriche

La polvere da freni e pneumatici non è l'unica fonte di metalli nell'aria. Gli inceneritori e altre forme di combustione producono anche polvere minerale e particelle metalliche, che potrebbero mescolarsi con solfato per innescare una reazione simile.

I ricercatori osservano che mentre la quantità di solfato di particolato negli Stati Uniti sudorientali è diminuita negli ultimi 15 anni di emissioni di biossido di zolfo dalle centrali elettriche, c'è ancora abbastanza solfato acido nell'aria per mantenere il pH delle particelle molto basso, in la gamma di 0 a 2, trasformando i metalli ambientali insolubili in una forma solubile.

"Le emissioni dello scarico del veicolo stanno diminuendo, ma questo tipo di emissioni dalla frenata rimarranno in una certa misura, anche se si guida un'auto elettrica", afferma Weber. "Pertanto, questo tipo di processo continuerà a giocare in futuro e sarà una considerazione importante quando guarderemo agli effetti sulla salute del particolato".

Fonte: Georgia Tech

libri correlati

at InnerSelf Market e Amazon