Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Hvilken partikelformig luftforurening udgør den største sundhedsrisiko?

Kaspar Dällenbach analyserede omhyggeligt sammensætningen af ​​fine støvprøver. Kredit:Paul Scherrer Institute/Markus Fischer

Forskere ved Paul Scherrer Institute (PSI), sammen med kolleger fra flere andre europæiske institutioner, har undersøgt, om partikler fra bestemte kilder kan være særligt sundhedsskadelige for mennesker. De fandt bevis for, at mængden af ​​partikler alene ikke er den største sundhedsrisiko. Hellere, det kan være det såkaldte oxidative potentiale, der gør partikelforurening så skadelig. De offentliggør deres resultater i dag i det videnskabelige tidsskrift Natur .

Partikler er en af ​​de største sundhedsrisici som følge af luftforurening og, ifølge flere undersøgelser, den er ansvarlig for flere millioner dødsfald hvert år. Det betyder, at dårlig luftkvalitet og partikler er blandt de fem vigtigste sundhedsrisikofaktorer, sammen med højt blodtryk, rygning, diabetes, og fedme. Hvad gør partikelforurening så farlig, imidlertid, er endnu ikke præcis kendt. Sammen med et internationalt samarbejdshold, forskere ved Paul Scherrer Institute PSI har nu fundet ud af, at mængden af ​​partikelforurening ikke er den eneste afgørende faktor, når det kommer til sundhedsrisici.

Oxidativt potentiale af partikler som en sundhedsrisiko

"I denne undersøgelse var vi primært interesserede i to punkter, " siger Kaspar Dällenbach fra forskningsgruppen for gasfase- og aerosolkemi ved PSI. "For det første, hvilke kilder i Europa, der er ansvarlige for det såkaldte oxidative potentiale af partikler (også kendt som aerosoler) og, sekund, om sundhedsrisikoen fra disse partikler er forårsaget af dets oxidative potentiale."

Her refererer udtrykket "oxidativt potentiale" til partiklernes evne til at reducere mængden af ​​antioxidanter, som kan føre til skader i celler og væv i den menneskelige krop. I et første skridt, forskerne blottede celler fra de menneskelige luftveje, såkaldte bronkiale epitelceller, til partikelprøver og testede deres biologiske reaktion. Når disse celler er under stress, de afgiver et signalstof til immunsystemet, som igangsætter betændelsesreaktioner i kroppen. Forskerne kunne påvise, at partikler med et forhøjet oxidativt potentiale forstærker cellernes inflammatoriske reaktion. Dette tyder på, at det oxidative potentiale bestemmer, hvor skadeligt partiklerne er. Årsagssammenhængen mellem forhøjet oxidativt potentiale og en sundhedsfare er stadig ikke fastslået med sikkerhed, ifølge Dällenbach. "Men undersøgelsen er endnu en klar indikation af, at denne forbindelse faktisk eksisterer."

En partnerundersøgelse ledet af universitetet i Bern viste, at cellerne hos patienter, der lider af en særlig allerede eksisterende sygdom, cystisk fibrose, udviser et svækket forsvar mod partikler. Mens en antioxidantforsvarsmekanisme i raske celler var i stand til at stoppe udviklingen af ​​den inflammatoriske reaktion, forsvarskapaciteten i syge celler var utilstrækkelig. Dette førte til øget celledødelighed.

Hvor kommer partikler og deres oxidative potentiale fra?

Ud over, forskerne indsamlede partikelprøver forskellige steder i Schweiz. Ved at bruge en massespektrometriteknik udviklet på PSI, de analyserede sammensætningen af ​​partiklerne. Den på denne måde opnåede kemiske profil for hver partikelprøve angiver de kilder, hvorfra den stammer. Desuden, kolleger i Grenoble bestemte oxidationspotentialet af de samme prøver for at få en indikation af faren for menneskers sundhed. Ved hjælp af detaljerede analyser og statistiske metoder, forskerne bestemte derefter det oxidative potentiale for alle relevante emissionskilder. På baggrund af disse eksperimentelle data, de brugte en computermodel til at beregne de steder i Europa med det højeste oxidative potentiale på grund af partikler i løbet af året, og de identificerede hovedsageligt storbyområder som den franske hovedstad Paris og Po-dalen i det nordlige Italien som kritiske regioner.

"Vores resultater viser, at det oxidative potentiale af partikler og mængden af ​​partikler ikke bestemmes af de samme kilder, " siger Dällenbach. Den største del af partikler består af mineralstøv og såkaldte sekundære uorganiske aerosoler, såsom ammoniumnitrat og sulfat. Det oxidative potentiale af partikler, på den anden side, er primært bestemt af såkaldte menneskeskabte sekundære organiske aerosoler, som hovedsageligt kommer fra træforbrænding, og af metalemissioner fra bremse- og dækslid i vejtrafikken. Forskerne fandt ikke kun, at befolkningen i byområder er udsat for en større mængde partikler, men også at disse partikler i disse regioner har et højere oxidativt potentiale og derfor er mere sundhedsskadelige end partikelforurening i landdistrikterne.

"Vores resultater viser, at regulering af mængden af ​​partikler alene måske ikke er effektiv, " siger Dällenbach. Desuden undersøgelsen fra University of Bern tyder på, at befolkningsgrupper med allerede eksisterende sygdomme især kunne drage fordel af passende foranstaltninger til at reducere partikelforurening.


Varme artikler