Nanorészecskék a levegőben Rossz hír az embereknek

Nanorészecskék a levegőben Rossz hír az embereknek
Nanorészecskék a levegőben Rossz hír az embereknek
Anonim

OAK RIDGE, Tenn., 2001. november 16. - Az olyan apró, levegőben szálló részecskék, amelyek túl kicsik ahhoz, hogy láthassák, nagyobb mennyiségben vannak jelen, és nagyobb veszélyt jelenthetnek az egészségre, mint azt korábban gondolták - mondja az Oak Ridge National Laboratory kutatója, aki a levegőben szálló részecskéket tanulmányozza Great Smoky Mountains és azon túl.

A tudományos irodalomban található legújabb bizonyítékok arra utalnak, hogy a részecskék koncentrációjának viszonylag kis, legfeljebb 10 mikrométeres – az emberi hajszál átmérőjének egytizedével – növekedése a halálozási arány és az okozott betegségek számának kismértékű, de következetes növekedését eredményezi. a kardiopulmonális rendszerre gyakorolt ​​hatások miatt.

A néhány száz nanométernél kisebb részecskék általában ember által okozott emissziós forrásokból, például a motor égéséből származnak. Egy mikrométer egyenlő 1000 nanométerrel. A légszennyező anyagok fotokémiai reakciói a légkörben kis részecskéket is eredményezhetnek, amelyek mérete, alakja és kémiai összetétele megváltozhat.

Mengdawn Cheng, a Environmental Sciences Division munkatársa nyomon követi és jellemzi a "nanorészecskéket" a Smokiesban és 29 másik oldalon. A toxicitásukat is vizsgálja a "közvetlen sejtlerakódás" nevű folyamatban, amelyet csapata fejlesztett ki. A technika eltér más megközelítésektől, amelyek során a részecskéket oldatba gyűjtik, majd a részecskéket az állatokba csepegtetik.

"Úgy gondoljuk, hogy az instillációs megközelítés megváltoztatja például a részecskék tulajdonságait, méretét, alakját és kémiai összetételét, ezért úgy gondoljuk, hogy ez a gyakorlat nem teszi lehetővé a megfelelő részecskék toxicitásának tanulmányozását" - mondta Cheng.

Cheng kutatásai során a cellákat közvetlenül a motor kipufogógázának teszik ki, ami kihívást jelent, és soha nem tették meg. Cheng és munkatársai különösen érdeklődnek a tipikusan belsőégésű és turbinás motorok és egyéb források által termelt nanorészecskéknek való kitettség egészségügyi hatásai iránt.

Cheng és munkatársai belső égésű motor által termelt szintetikus részecskéknek és kémiailag összetett részecskéknek tették ki az előkészített és normál emberi tüdősejteket. Felfedezték, hogy a feltöltött sejtek akut toxikológiai reakciói – azok, amelyek a sérült vagy tüdőbetegségekre hajlamos emberi tüdőt szimulálnak – magasak a normál sejtekhez képest. Mérésekkel a kutatók azt is felfedezték, hogy a több kémiai anyagot tartalmazó részecskék mérgezőbbek a normál sejtek számára, mint az egyetlen fajtát tartalmazó részecskék.

"Egy ilyen technika lehetővé teheti összetett keverékek, például környezeti részecskék szisztematikus tanulmányozását" - mondta Cheng.

Az ORNL munkatársai a Laboratórium által irányított kutatási és fejlesztési program által finanszírozott projekten dolgoznak: Boyd Malone a Környezettudományi Osztálytól, John Storey a Műszaki Tudományos és Technológiai Osztálytól és Clay Easterly, az Élettudományoktól osztály.

Egy másik projektben Cheng és munkatársai a St. Louis-i Washington Egyetem Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumában és a (Toledo) Ohio-i Orvostudományi Karban 1 mikrométernél kisebb részecskéket követtek nyomon és jellemeztek.

Az ORNL, a Tennessee Valley Authority, a National Park Service, több egyetem és az energiaügyi minisztérium más laboratóriumainak munkatársai segítségével Cheng új aeroszolos műszereket és mérési technikákat fejlesztett ki. A tanulmányban 30 levegőmintavételi helyet vettek részt St. Louistól keletre. Az egyik helyszín a Smoky Mountainsben volt.

A cél az volt, hogy adatokat gyűjtsünk, hogy jobban megértsük az ózon és a finom részecskék mozgását és felépítését az Egyesült Államok keleti részében.

"A különböző méretű részecskék sok történetet mesélhetnek el eredetükről, a földrajzi területekről, amelyeken keresztülmentek, valamint azokról a légköri folyamatokról és környezetekről, amelyekkel útközben találkoztak, mielőtt elfogták őket" - mondta Cheng.

A finom részecskék apró szilárd vagy folyékony cseppekből állnak, amelyek a levegőben szuszpendálnak. A levegőszennyező részecskék mérete néhány nanométertől több száz mikrométerig terjed, és Cheng megjegyezte, hogy a legkisebb részecskék kémiai összetétele egészen más, mint a nagyobb részecskéké. Ezenkívül az új kibocsátáscsökkentő technológiák jó munkát végezhetnek a nagy részecskék eltávolításában, de nagyon keveset tehetnek az ultrafinom részecskékkel. Egyes technológiák pedig még több ultrafinom részecskét termelnek a részecskekibocsátás csökkentése során.

A nanorészecskék úgy viselkednek aerodinamikailag, mint a gázmolekuláké, és tömegegységenkénti felületük nagyobb, mint a nagy részecskéké. Ennek eredményeként a környezeti nanorészecskék mélyebben behatolhatnak az emberi tüdőbe, és több kárt okozhatnak, mint a nagyobb részecskék a megnövekedett részecskefelület miatt, mondta Cheng.

A néhány száz nanométernél kisebb részecskék általában ember által kibocsátott kibocsátásokból származnak, amelyek magas hőmérséklettel, energikus reakciókkal vagy mindkettővel járnak. Ezek a részecskék rendkívül dinamikusak, időben változnak, és nehezen mérhetők. 2000 mérföldet vagy többet is utazhatnak.

Ezt a projektet a TVA finanszírozta. Az ORNL az Energiaügyi Minisztérium többprogramú kutatóintézete, amelyet az UT-Battelle kezel.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Az őskémiai érzékelő fejlődése, a nocicepció, kiszagolva
Olvass tovább

Az őskémiai érzékelő fejlődése, a nocicepció, kiszagolva

Amikor megfullad a csípős cigarettafüsttől, úgy érzi, mintha felégne egy falat wasabi-csipkés sushitól, vagy sírna, miközben nyers hagymát és fokhagymát vág, válaszát egy eredeti kémiai érzékelő váltja ki mintegy 500 millió éves állatfejlődés – számoltak be a Brandeis Egyetem tudósai a Nature március 18-i tanulmányában.

A gombák gyorsan változhatnak, továbbadhatják a fertőző képességet
Olvass tovább

A gombák gyorsan változhatnak, továbbadhatják a fertőző képességet

A gombák jelentős potenciállal rendelkeznek a „horizontális” génátvitelben, egy új tanulmány kimutatta, hasonlóan azokhoz a mechanizmusokhoz, amelyek lehetővé teszik a baktériumok ilyen gyors fejlődését, rezisztenssé válnak az antibiotikumokkal szemben, és más súlyos problémákat okoznak.

Marine Mr. Mom: A hím csőhalak szülnek, de némelyik döglött apa, a tanulmány szerint
Olvass tovább

Marine Mr. Mom: A hím csőhalak szülnek, de némelyik döglött apa, a tanulmány szerint

A hím csőhalak és csikóhal-unokatestvéreik az egyetlen hím, amely ténylegesen vemhes lesz és megszül, de a pipahalak valószínűleg soha nem nyerik el az Év Atyja díjat – az utódokhoz való hozzáállásuk a teljes szeretettől a teljes elhanyagolásig terjedhet, a Texas A&M Egyetem kutatóinak új eredményei szerint.