Pył hamulcowy składa się z cząstek żelaza, które, jak wykazały badania, są szkodliwe dla zdrowia ludzkiego. pdsci/ Shutterstock

Szkodliwy wpływ na nasze zdrowie zanieczyszczeń powietrza spowodowanych spalinami z silników Diesla jest dobrze znany. Jego odpowiedzialny za spowodowanie wszystkiego od problemów oddechowych po demencję, a nawet niektóre rodzaje nowotworów. Ale większość ludzi nie zdaje sobie sprawy, że spaliny nie są jedyną przyczyną zanieczyszczenia powietrza. W rzeczywistości do 55% zanieczyszczeń w ruchu drogowym składa się z cząstek innych niż spaliny, a około 20% tego zanieczyszczenia pochodzi z pył hamulcowy. Jak pokazują nasze najnowsze badania, cząstki te mogą być tak samo szkodliwe dla naszych płuc jako spaliny.

Składający się z cząstek żelaza pył hamulcowy powstaje w wyniku tarcia między żelaznym wirnikiem hamulca o klocki hamulcowe, gdy pojazd zwalnia. Ten pył hamulcowy jest następnie ścierany i unosi się w powietrzu. I jako ostatnie badania Przeprowadzone przeze mnie i moich kolegów stwierdzili, że pył hamulcowy wywołuje stan zapalny w komórkach płuc z taką samą intensywnością jak cząsteczki oleju napędowego.

Dodając cząstki pyłu hamulcowego do makrofagi – komórki odpowiedzialne za oczyszczanie płuc z inwazyjnych zarazków, odpadów i resztek – zaobserwowaliśmy prawie 185% wzrost aktywności zapalnej komórki. Co więcej, odkryliśmy, że pył hamulcowy zapobiega niszczeniu komórek odpornościowych Staphylococcus aureus – gatunek bakterii odpowiedzialny za zapalenie płuc. Po raz kolejny okazało się, że pył hamulcowy jest równie toksyczny jak cząsteczki oleju napędowego.

To odkrycie może oznaczać, że zanieczyszczenie pyłem hamulcowym może przyczyniać się do dużej liczby infekcji klatki piersiowej i żabich „gardł miejskich”, które są zgłaszane przez ludzi mieszkać i pracować na obszarach miejskich. Ponieważ jednak wyizolowane komórki, których używaliśmy w naszych eksperymentach, mogą zachowywać się inaczej niż komórki znajdujące się w płucach żywego człowieka, potrzebne są dalsze badania, aby potwierdzić, czy ekspozycja na cząstki przyczynia się do ryzyka infekcji u ludzi.

Toksyczny pył hamulcowy

Zaintrygowany tym nowym odkryciem nasz zespół chciał dowiedzieć się, jakie cechy pyłu hamulcowego powodują, że jest on tak toksyczny. Cząsteczki zanieczyszczeń drogowych mogą zawierać wiele tysięcy materiałów, w tym węgiel, węglowodory i toksyny bakteryjne. Ale ze względu na materiały, z których wykonane są nowoczesne hamulce, kurz, który się z nich zużywa, jest wysoce metaliczny – w tym wiele rodzajów metalu, takich jak żelazo, miedź, tytan i magnez że badania wykazały przyczynę stres i szkody dla ludzkich komórek.

Nasz zespół zidentyfikował te metale jako winowajców, blokując je chemicznie. To sprawiło, że nie mogły już działać po dodaniu do ogniw pyłu hamulcowego lub cząstek spalin z silnika Diesla. Gdy metale nie działały, makrofagi nadal niszczyły bakterie i nie zwiększały sygnalizacji zapalnej po wystawieniu na działanie pyłu hamulcowego lub cząstek spalin z silnika Diesla.

Chociaż spodziewaliśmy się, że taka reakcja komórki wystąpi w przypadku wysoce metalicznego pyłu hamulcowego, byliśmy zaskoczeni, gdy odkryliśmy, że metale również powodują toksyczność spalin z silników Diesla. Dzieje się tak, ponieważ cząsteczki spalin z silników Diesla zawierają znacznie mniej metali niż pył hamulcowy – tylko trzy w porównaniu z czternastoma, które znaleźliśmy w pyle hamulcowym. Wanad był jedynym metalem, który wchodził w interakcje z makrofagami i był również obecny zarówno w pyle hamulcowym, jak i cząsteczkach spalin z silników Diesla. Zastanawialiśmy się, czy to on był odpowiedzialny za wywołanie tych efektów zapalnych.

Wanad był jedynym metalem znajdującym się zarówno w pyle hamulcowym, jak i spalinach z silników Diesla. TonelloPhotography/ Shutterstock

Nasze badania pokazują, że cząstki niebędące spalinami mogą być tak samo szkodliwe dla naszego zdrowia, jak emisje spalin. Pył hamulcowy jest głównym składnikiem zanieczyszczenia powietrza, przyczyniającym się do 20% cząstek związanych z ruchem drogowym. Oczekuje się, że liczba ta wzrośnie, ponieważ wprowadzane polityki i technologie koncentrują się wyłącznie na redukcji emisji spalin. Chociaż redukcja emisji spalin jest ważnym celem dla zdrowia publicznego, nasze odkrycia pokazują, że potrzebujemy sposobów na ograniczenie zanieczyszczeń innych niż spaliny, takich jak również pył hamulcowy.

Jednak wiele pojazdów, w tym elektrycznych, zawiera metalowe elementy sprzęgła, silnika i hamulców. Projektowanie technologii odpornych na tarcie i zużycie może być ważne w ograniczaniu tych szkodliwych zanieczyszczeń.

Więcej jazdy na rowerze lub chodzenia na piechotę, korzystanie z autobusu lub wspólne korzystanie z samochodu może zmniejszyć zatłoczenie w obszarach, w których mieszkamy i pracujemy. Może to być jednym ze sposobów zmniejszenia liczby pojazdów, które muszą pełzać w ruchu ulicznym, a także może zmniejszyć obciążenie ich sprzęgieł, opon i hamulców, a ostatecznie zmniejszyć obciążenie płuc zanieczyszczeniami.

O autorze

Liza Selley, staż podoktorski, Jednostka Toksykologii MRC, University of Cambridge

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

książki_środowiskowe