stringtranslate.com

Ультрамелкие частицы

Сверхмелкие частицы ( UFP ) представляют собой твердые частицы наноразмера ( менее 0,1 мкм или 100 нм в диаметре). [1] Нормативных правил не существует для этого класса частиц, загрязняющих окружающий воздух , которые намного меньше регулируемых классов частиц PM 10 и PM 2,5 и, как полагают, имеют несколько более агрессивные последствия для здоровья, чем эти классы более крупных частиц. [2] Хотя они остаются в значительной степени нерегулируемыми, Всемирная организация здравоохранения опубликовала заявления о передовой практике измерения UFP. [3]

Существует два основных подразделения, которые классифицируют типы UFP. UFP могут быть углеродными или металлическими, а затем подразделяться по магнитным свойствам. Электронная микроскопия и специальные физические лабораторные условия позволяют ученым наблюдать морфологию UFP. [1] Переносимые по воздуху UFP можно измерить с помощью счетчика конденсационных частиц , в котором частицы смешиваются с парами спирта, а затем охлаждаются, позволяя парам конденсироваться вокруг них, после чего они подсчитываются с помощью светового сканера. [4] UFP бывают как искусственными, так и встречающимися в природе. UFP являются основным компонентом взвешенных в воздухе твердых частиц. Из-за большого количества и способности проникать глубоко в легкие UFP представляют собой серьезную угрозу для здоровья и воздействия на дыхательные пути. [5]

Источники и приложения

UFP бывают как искусственными, так и встречающимися в природе. Распространенными природными источниками UFP являются горячая вулканическая лава , океанские брызги и дым . UFP могут быть специально изготовлены в виде мелких частиц для широкого спектра применений как в медицине, так и в технологии. Другие UFP являются побочными продуктами, такими как выбросы, в результате определенных процессов, реакций горения или оборудования, такого как тонер для принтеров и выхлопные газы автомобилей . [6] [7] Антропогенные источники UFP включают сжигание газа, угля или углеводородов,  сжигание биомассы  (т.е. сжигание сельскохозяйственных культур, лесные пожары и вывоз мусора), транспортное движение и промышленные выбросы, износ шин от автомобильных тормозов, воздушное движение, морской порт, морской транспорт, строительство, снос, реставрация и обработка бетона, бытовые дровяные печи, сжигание на открытом воздухе, кухня и сигаретный дым. [8] В 2014 году исследование качества воздуха показало, что вредные ультрамелкие частицы при взлете и посадке в международном аэропорту Лос-Анджелеса имеют гораздо большую величину, чем считалось ранее. [9] Существует множество внутренних источников, включая, помимо прочего, лазерные принтеры , факсы , копировальные аппараты , очистку цитрусовых , приготовление пищи , табачный дым , проникновение загрязненного наружного воздуха, трещины в дымоходах и пылесосы . [4]

UFP имеют множество применений в области медицины и технологий. Они используются в диагностическом воображении и новых системах доставки лекарств, которые включают воздействие на систему кровообращения или преодоление гематоэнцефалического барьера, и это лишь некоторые из них. [10] Некоторые UFP, такие как наноструктуры на основе серебра , обладают противомикробными свойствами, которые, среди прочего, используются при заживлении ран и внутренних покрытиях инструментов для предотвращения инфекций. [11] В области технологий UFP на основе углерода имеют множество применений в компьютерах. Это включает использование графена и углеродных нанотрубок в электронных, а также других компонентах компьютеров и схем. Некоторые UFP имеют характеристики, аналогичные газу или жидкости, и могут использоваться в порошках или смазочных материалах . [12]

Воздействие, риск и последствия для здоровья

Основное воздействие UFP происходит при вдыхании. Из-за своего размера UFP считаются вдыхаемыми частицами. В отличие от вдыхаемых PM 10 и PM 2,5 , ультрамелкие частицы откладываются в легких [13] , где они обладают способностью проникать в ткани и подвергаться интерстициализации или всасываться непосредственно в кровоток, и поэтому их нелегко удалить. из организма и может иметь немедленный эффект. [2] Воздействие UFP, даже если компоненты не очень токсичны, может вызвать окислительный стресс , [14] высвобождение медиаторов воспаления, а также может вызвать заболевания сердца, легких и другие системные эффекты. [15] [16] [17] [18] Наблюдалась устойчивая связь между уровнем мелкодисперсных частиц и раком легких и сердечно-легочными заболеваниями. [19] Точный механизм, посредством которого воздействие UFP приводит к последствиям для здоровья, еще предстоит выяснить, но влияние на кровяное давление может играть определенную роль. Недавно сообщалось, что UFP связан с повышением артериального давления у школьников, при этом мельчайшие частицы вызывают наибольший эффект. [20] Согласно исследованиям, младенцы, чьи матери подвергались воздействию более высоких уровней UFP во время беременности, гораздо чаще заболевают астмой. [21]

Существует целый ряд потенциальных воздействий на человека, которые включают профессиональное воздействие из-за непосредственного производственного процесса или побочных продуктов промышленной или офисной среды [2] [22], а также случайное воздействие из-за загрязненного наружного воздуха и выбросов других побочных продуктов. [23] Для количественной оценки воздействия и риска в настоящее время проводятся исследования различных видов UFP как in vivo, так и in vitro с использованием различных моделей животных, включая мышей, крыс и рыб. [24] Эти исследования направлены на установление токсикологических профилей, необходимых для оценки риска, управления рисками, а также потенциального регулирования и законодательства. [25] [26] [27]

UFP некоторых размеров можно фильтровать из воздуха с помощью фильтров ULPA .

Регулирование и законодательство

По мере роста нанотехнологической индустрии наночастицы привлекли к UFP больше внимания общественности и регулирующих органов. [28] Исследования по оценке рисков UFP все еще находятся на самых ранних стадиях. Продолжаются споры [29] о том, следует ли регулировать UFP и как исследовать и управлять рисками для здоровья, которые они могут представлять. [30] [31] [32] [33] По состоянию на 19 марта 2008 г. Агентство по охране окружающей среды еще не регулирует и не исследует ультрамелкие частицы, [34] но разработало проект стратегии исследований наноматериалов , открытый для независимой внешней экспертной оценки с февраля. 7, 2008 г. (Рассмотрение коллегии 11 апреля 2008 г.). [35] Также ведутся споры о том, как Европейский Союз (ЕС) должен регулировать UFP. [36]

Политические споры

Между Китаем и Южной Кореей существует политический спор по поводу сверхмелкой пыли. Южная Корея утверждает, что около 80% сверхмелкой пыли поступает из Китая, и Китаю и Южной Корее следует сотрудничать, чтобы снизить уровень мелкой пыли. Китай, однако, утверждает, что китайское правительство уже реализовало свою политику в отношении экологической среды. По данным правительства Китая, качество воздуха в стране улучшилось более чем на 40% с 2013 года. Однако загрязнение воздуха в Южной Корее ухудшилось. Таким образом, спор между Китаем и Южной Кореей приобрел политический характер. [37] В марте 2019 года Сеульский научно-исследовательский институт общественного здравоохранения и окружающей среды заявил, что от 50% до 70% мелкой пыли поступает из Китая, поэтому Китай несет ответственность за загрязнение воздуха в Южной Корее. Этот спор вызывает споры и среди граждан. [38] В июле 2014 года верховный лидер Китая Си Цзиньпин и правительство Южной Кореи договорились обеспечить соблюдение корейско-китайского совместного проекта, касающегося обмена данными наблюдений за загрязнением воздуха, совместных исследований по модели прогнозирования загрязнения воздуха и идентификации источников загрязнения воздуха. обмен человеческими ресурсами и т. д. [39] Вслед за этим соглашением в 2018 году Китай и Южная Корея подписали План китайско-корейского экологического сотрудничества для решения экологических проблем. Китайская исследовательская академия экологических исследований (CRAES) в Пекине строит здание для Китайско-корейского центра экологического сотрудничества, включая офисное здание и лабораторный корпус. Благодаря этому сотрудничеству Южная Корея уже отправила 10 экспертов по окружающей среде в Китай для исследований, а Китай также направит больше экспертов для долгосрочных исследований. Благодаря этим двусторонним отношениям Китай и Республика Корея стремятся решить проблему загрязнения воздуха в регионе Северо-Восточной Азии и стремятся к международной безопасности.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб С. Иидзима (1985). «Электронная микроскопия малых частиц». Журнал электронной микроскопии . 34 (4): 249.
  2. ^ abc В. Ховард (2009). «Доказательное заявление: выбросы твердых частиц и здоровье (Пленала Борда по предлагаемому комплексу по переработке отходов в энергию в Рингаскидди)» (PDF) . Даремская экологическая служба. Архивировано (PDF) из оригинала 31 марта 2012 г. Проверено 26 апреля 2011 г.
  3. ^ URL = https://iris.who.int/handle/10665/345334
  4. ^ ab Джон Д. Спенглер, Джон Ф. Маккарти, Джонатан М. Самет (2000). Справочник по качеству воздуха в помещении . Макгроу-Хилл. ISBN 978-0074455494.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Т. Осунсанья; и другие. (2001). «Острое респираторное воздействие частиц: масса или количество?». Профессиональная и экологическая медицина . 58 (3): 154–159. дои : 10.1136/oem.58.3.154. ПМК 1740106 . ПМИД  11171927. 
  6. ^ Б. Коллинз (3 августа 2007 г.). «HP наносит ответный удар по поводу паники о здоровье принтеров» . ПК Про . Архивировано из оригинала 10 августа 2007 г. Проверено 15 мая 2009 г.
  7. ^ М. Бенджамин (ноябрь 2007 г.). «RT для лиц, принимающих решения в сфере респираторной помощи». Журнал РТ . Архивировано из оригинала 4 декабря 2008 г. Проверено 15 мая 2009 г.
  8. ^ Морено-Риос, Андреа Л.; Техеда-Бенитес, Лесли П.; Бустильо-Лекомпте, Чиро Ф. (2022). «Источники, характеристики, токсичность и контроль ультрамелких частиц: обзор». Геонаучные границы . 13 : 101147. Бибкод : 2022GeoFr..1301147M. дои : 10.1016/j.gsf.2021.101147. hdl : 11323/7995 . S2CID  234159865.
  9. ↑ Вейкель, Дэн и Барбоза, Тони (29 мая 2014 г.) «Выхлопы самолетов могут нанести вред населению в радиусе до 10 миль от Лос-Анджелеса». Архивировано 31 мая 2014 г. в Wayback Machine Los Angeles Times.
  10. ^ С.М. Могини; и другие. (2005). «Наномедицина: современное состояние и перспективы». Журнал ФАСЭБ . 19 (3): 311–30. doi :10.1096/fj.04-2747rev. PMID  15746175. S2CID  30173777.
  11. ^ И. Чопра (2007). «Растущее использование продуктов на основе серебра в качестве противомикробных агентов: полезное развитие или повод для беспокойства?». Журнал антимикробной химиотерапии . 59 (4): 587–90. дои : 10.1093/jac/dkm006 . ПМИД  17307768.
  12. ^ «Нанотехнология: исследование сверхмелких частиц». Агенство по Защите Окружающей Среды . 26 февраля 2008 г. Архивировано из оригинала 3 мая 2012 г. Проверено 15 мая 2009 г.
  13. ^ Инт Панис, Л; и другие. (2010). «Воздействие твердых частиц в дорожном движении: сравнение велосипедистов и пассажиров автомобилей». Атмосферная среда . 44 (19): 2263–2270. Бибкод : 2010AtmEn..44.2263I. doi :10.1016/j.atmosenv.2010.04.028. S2CID  56142753.
  14. ^ И. Ромье; и другие. (2008). «Загрязнение воздуха, окислительный стресс и пищевые добавки: обзор». Европейский респираторный журнал . 31 (1): 179–97. дои : 10.1183/09031936.00128106 . ПМИД  18166596.
  15. ^ Брук РД; и другие. (2010). «Научное заявление AHA: загрязнение воздуха твердыми частицами и сердечно-сосудистые заболевания». Тираж . 121 (21): 2331–2378. doi : 10.1161/CIR.0b013e3181dbece1 . PMID  20458016. Архивировано из оригинала 23 ноября 2014 г. Проверено 13 ноября 2014 г.
  16. ^ Дж. Кард; и другие. (2008). «Легочное применение и токсичность инженерных наночастиц». Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 295 (3): L400–11. дои : 10.1152/ajplung.00041.2008. ПМЦ 2536798 . ПМИД  18641236. 
  17. ^ Л. Кальдерон-Гарсидуэньяс; и другие. (2008). «Длительное воздействие загрязнения воздуха связано с нейровоспалением, измененной врожденной иммунной реакцией, нарушением гематоэнцефалического барьера, отложением ультрамелкодисперсных частиц и накоплением амилоида Β-42 и Α-синуклеина у детей и молодых людей». Токсикологическая патология . 36 (2): 289–310. дои : 10.1177/0192623307313011. PMID  18349428. S2CID  21104325.
  18. ^ Джейкобс, Л. (октябрь 2010 г.). «Субклинические реакции у здоровых велосипедистов, кратковременно подвергавшихся воздействию загрязнения воздуха, связанного с дорожным движением». Состояние окружающей среды . 9 (64): 64. дои : 10.1186/1476-069X-9-64 . ПМЦ 2984475 . ПМИД  20973949. 
  19. ^ Докери, Дуглас В.; Поуп, К. Арден; Сюй, Сипин; Спенглер, Джон Д.; Уэр, Джеймс Х.; Фэй, Марта Э.; Феррис, Бенджамин Дж. младший; Спейзер, Фрэнк Э. (9 декабря 1993 г.). «Связь между загрязнением воздуха и смертностью в шести городах США». Медицинский журнал Новой Англии . 329 (24): 1753–1759. дои : 10.1056/NEJM199312093292401 . ISSN  0028-4793. PMID  8179653. S2CID  25511332.
  20. ^ Питерс, Н; Коппен, Г; Ван Поппель, М; Де Принс, С; Кокс, Б; Донс, Э; Нелен, В; Инт Панис, Л; Плюскин, М; Шотерс, Г; Наврот, Т.С. (март 2015 г.). «Артериальное давление и воздействие загрязнения воздуха в школе в тот же день: связь с наноразмерными и грубыми твердыми частицами у детей». Перспективы гигиены окружающей среды . 123 (7): 737–42. дои : 10.1289/ehp.1408121. ПМЦ 4492263 . ПМИД  25756964. 
  21. ^ Кэррингтон, Дамиан (21 мая 2021 г.). «Исследование показало, что астма у малышей связана с внутриутробным воздействием загрязнения воздуха». Хранитель . Архивировано из оригинала 22 мая 2021 г. Проверено 22 мая 2021 г.
  22. ^ А. Ситон (2006). «Нанотехнологии и профессиональный врач». Профессиональная медицина . 56 (5): 312–6. doi : 10.1093/ocmed/kql053 . ПМИД  16868129.
  23. ^ И. Кривошто; Ричардс-младший; Альбертсон, TE; Дерлет, RW (2008). «Токсичность дизельных выхлопов: последствия для первичной медико-санитарной помощи». Журнал Американского совета семейной медицины . 21 (1): 55–62. дои : 10.3122/jabfm.2008.01.070139 . ПМИД  18178703.
  24. ^ К. Сайес; и другие. (2007). «Оценка токсичности мелких частиц и наночастиц: сравнение измерений in vitro с профилями легочной токсичности in vivo». Токсикологические науки . 97 (1): 163–80. дои : 10.1093/toxsci/kfm018 . ПМИД  17301066.
  25. ^ К. Дреер (2004). «Воздействие нанотехнологий на здоровье и окружающую среду: токсикологическая оценка произведенных наночастиц». Токсикологические науки . 77 (1): 3–5. doi : 10.1093/toxsci/kfh041 . PMID  14756123. Архивировано из оригинала 06 октября 2021 г. Проверено 9 сентября 2019 г.
  26. ^ А. Нел; и другие. (2006). «Токсический потенциал материалов на наноуровне». Наука . 311 (5761): 622–7. Бибкод : 2006Sci...311..622N. дои : 10.1126/science.1114397. PMID  16456071. S2CID  6900874.
  27. ^ Ноттер, Доминик А. (сентябрь 2015 г.). «Моделирование оценки воздействия жизненного цикла твердых частиц: новый подход, основанный на физико-химических свойствах частиц». Интернационал окружающей среды . 82 : 10–20. doi :10.1016/j.envint.2015.05.002. ПМИД  26001495.
  28. ^ СС Нададур; и другие. (2007). «Сложности регулирования загрязнения воздуха: необходимость комплексных исследований и нормативной перспективы». Токсикологические науки . 100 (2): 318–27. дои : 10.1093/toxsci/kfm170 . ПМИД  17609539.
  29. ^ LL Бергосон (12 сентября 2007 г.). «Гринпис выпускает руководство активистов по REACH, касающееся наноматериалов: блог о законе о нанотехнологиях компании Bergeson & Campbell, PC» Блог о законе о нанотехнологиях . Bergeson & Campbell, PC Архивировано из оригинала 10 апреля 2012 г. Проверено 19 марта 2008 г.
  30. ^ В. Г. Крейлинг; М. Земмлер-Бенке; В. Мёллер (2006). «Взаимодействие сверхмелких частиц с легкими: имеет ли размер значение?». Журнал аэрозольной медицины . 19 (1): 74–83. дои : 10.1089/jam.2006.19.74. PMID  16551218. Архивировано из оригинала 06 октября 2021 г. Проверено 13 декабря 2019 г.
  31. ^ М. Гейзер; и другие. (2005). «Сверхмелкие частицы пересекают клеточные мембраны с помощью нефагоцитарных механизмов в легких и в культивируемых клетках». Перспективы гигиены окружающей среды . 113 (11): 1555–1560. дои : 10.1289/ehp.8006. ПМЦ 1310918 . ПМИД  16263511. 
  32. ^ О. Гюнтер; и другие. (2005). «Нанотоксикология: новая дисциплина, развивающаяся на основе исследований ультрамелких частиц». Перспективы гигиены окружающей среды . 113 (7): 823–839. дои : 10.1289/ehp.7339. ПМЦ 1257642 . ПМИД  16002369. 
  33. ^ С. Радослав; и другие. (2003). «Мицеллярные наноконтейнеры распределяются по определенным цитоплазматическим органеллам». Наука . 300 (5619): 615–618. Бибкод : 2003Sci...300..615S. дои : 10.1126/science.1078192. PMID  12714738. S2CID  2359209.
  34. ^ «Как ультрамелкие частицы в загрязнении воздуха могут вызвать болезни сердца» . Наука Дейли . 22 января 2008 г. Архивировано из оригинала 20 октября 2008 г. Проверено 15 мая 2009 г.
  35. ^ К. Тейхман (1 февраля 2008 г.). «Уведомление о доступности проекта внешней экспертизы стратегии исследований наноматериалов и совещания экспертов по экспертной оценке» (PDF) . Федеральный реестр . 73 (30): 8309. Архивировано из оригинала (PDF) 16 мая 2008 г.
  36. ^ Дж. Б. Скьерсет; Дж. Веттестад (2 марта 2007 г.). «Плохо ли расширение ЕС для экологической политики? Подтверждение мрачным ожиданиям фактами» (PDF) . Международные экологические соглашения . Институт Фритьофа Нансена . Архивировано из оригинала (PDF) 28 мая 2008 г. Проверено 19 марта 2008 г.
  37. ^ «Итоги 23-го заседания совместного комитета РК и Китая и встречи на уровне генерального директора по вопросам экологического сотрудничества. Мнение | Пресс-релизы Министерства иностранных дел, Республика Корея» . Архивировано из оригинала 06 октября 2021 г. Проверено 25 сентября 2019 г.
  38. ^ «Китай пообещал бороться с мелкой пылью: министр окружающей среды» . Информационное агентство Йонхап . 6 марта 2019 года. Архивировано из оригинала 25 сентября 2019 года . Проверено 25 сентября 2019 г.
  39. ^ Сюй, Мэгги (26 июня 2018 г.). «Китай и Южная Корея налаживают сотрудничество в области окружающей среды». Сеть новостей Азии . Архивировано из оригинала 25 сентября 2019 года . Проверено 25 сентября 2019 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки