Penelitian baru menunjukkan bagaimana rem dan debu ban - awan partikel logam kecil - bisa menimbulkan malapetaka pada kesehatan pernafasan.

Logam dari rem dan sistem otomotif lainnya memasuki udara sebagai partikel halus, berlama-lama di jalan raya yang sibuk. Meskipun emisi knalpot turun karena lebih banyak kendaraan dengan emisi nol melanda jalan-jalan, rem dan debu ban, sumber utama polusi udara jalan raya, tidak menunjukkan tanda-tanda mereda.

Dalam jurnal Sains & Teknologi Lingkungan, peneliti menggambarkan bagaimana logam yang dipancarkan kendaraan seperti tembaga, besi, dan mangan berinteraksi dengan partikel kaya asam sulfat yang sudah ada di udara untuk menghasilkan aerosol beracun.

“Ada reaksi berantai yang terjadi di udara di atas jalan raya yang sibuk,” kata Rodney Weber, seorang profesor di Sekolah Ilmu Bumi & Atmosfer Institut Teknologi Georgia. "Asam sulfat di atmosfer bersentuhan dengan logam yang dipancarkan dari lalu lintas dan mengubah kelarutannya, membuatnya lebih mungkin menyebabkan stres oksidatif saat terhirup."

Studi tersebut, yang oleh National Science Foundation dan Badan Perlindungan Lingkungan AS disponsori, menunjukkan bagaimana logam dipancarkan terutama dalam bentuk yang tidak larut namun perlahan menjadi mudah larut setelah dicampurkan dengan sulfat.

"Sulfat telah lama dikaitkan dengan dampak kesehatan yang merugikan," kata Athanasios Nenes, seorang profesor di Sekolah Ilmu Bumi & Atmosfer dan Sekolah Teknik Kimia & Biomolekuler. “Hipotesis lama adalah bahwa sulfat asam membakar lapisan paru-paru Anda, yang pada gilirannya menyebabkan efek kesehatan yang buruk. Tapi tidak ada cukup asam di udara saja untuk benar-benar memiliki dampak itu. "

Tapi sulfat memainkan peran kunci dalam membuat logam larut sebelum dihirup, yang bisa menjelaskan hubungan sulfat dengan dampak kesehatan yang merugikan, kata periset.

'Pistol merokok'

Para periset mengumpulkan sampel partikel di sekitar lokasi di Atlanta-satu di dekat jalan raya antarnegara bagian interstate dan situs perkotaan lainnya berjarak 420 dari jalan raya. Mereka menganalisis kandungan kimia, distribusi ukuran, dan keasaman sampel.

Sejumlah besar sulfat ambien yang ditemukan serupa ukurannya dengan partikel logam, menunjukkan bahwa sulfat dan logam ambien tercampur dalam partikel individual, yang selama beberapa jam atau hari akan memungkinkan sulfat asam untuk mengubah logam menjadi bentuk yang mudah larut.

Untuk mengukur betapa berbahayanya aerosol, para periset mengembangkan sistem analisis throughput yang tinggi untuk uji kimia yang disebut potensi oksidatif - yang mensimulasikan respons toksik yang dapat terjadi pada organisme seluler. Instrumen ini digunakan untuk menghasilkan kumpulan data yang besar pada potensi oksidatif aerosol ambien, yang jika digunakan dalam studi epidemiologi sebelumnya, periset di Georgia Tech dan Emory University menemukan bahwa uji kimia secara statistik terkait dengan penerimaan di rumah sakit di Atlanta untuk asma dan mengi.

Dalam studi baru tersebut, para peneliti mengamati bahwa toksisitas puncak yang ditunjukkan oleh uji tersebut berkorelasi erat dengan partikel-partikel yang mengandung jumlah logam terlarut terbesar, yang terjadi hanya jika partikel logam dicampur dengan sulfat asam tinggi.

"Itu pistol merokok," kata Nenes. "Sulfat pada dasarnya melarutkan logam-logam tersebut; Saat Anda menghirup partikel-partikel itu, logam bisa diserap langsung ke aliran darah dan menyebabkan masalah di seluruh tubuh. Untuk pertama kalinya, sebuah mekanisme muncul untuk menjelaskan mengapa sejumlah kecil asam sulfat dapat mempengaruhi kesehatan secara negatif. "

Sementara sampel yang diambil dari lokasi pengujian yang berada jauh dari jalan raya memiliki logam partikulat yang kurang, masih ada cukup penyebab peningkatan potensi oksidatif, yang menunjukkan bahwa polusi jalan dapat berjalan melalui udara dan berpotensi menimbulkan masalah di daerah sekitarnya juga. .

Bahkan mobil listrik pun

Debu dari rem dan ban bukan satu-satunya sumber logam di udara. Insinerator dan bentuk pembakaran lainnya juga menghasilkan debu mineral dan partikel logam, yang bisa bercampur dengan sulfat untuk memicu reaksi serupa.

Para peneliti mencatat bahwa sementara jumlah partikel sulfat di Amerika Serikat bagian tenggara telah menurun selama tahun 15 yang lalu karena emisi sulfur dioksida dari pembangkit listrik telah turun, masih ada cukup asam sulfat di udara untuk menjaga pH partikel sangat rendah, pada kisaran 0 ke 2, mengubah logam ambien yang tidak larut menjadi bentuk yang mudah larut.

"Emisi knalpot kendaraan turun, tapi emisi semacam ini dari pengereman akan tetap sampai batas tertentu, bahkan jika Anda mengemudikan mobil listrik," kata Weber. "Oleh karena itu, proses seperti ini akan terus berjalan di masa depan dan akan menjadi pertimbangan penting saat kita melihat dampak kesehatan dari partikulat."

Sumber: Georgia Tech

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon