Частицы Сверхтонкие ( УФПС ) являются твердые частицы из наноразмерных размера (менее 0,1 мкм или 100 нм в диаметре). [1] Не существует нормативов для этого класса частиц загрязнения окружающего воздуха , которые намного меньше, чем регулируемые классы частиц PM 10 и PM 2,5, и, как полагают, имеют несколько более агрессивных последствий для здоровья, чем эти классы более крупных твердых частиц. [2] В ЕС UFP в окружающем воздухе определяются эмпирически в технической спецификации.. Важной деталью является определение размера: «Нижний и верхний размеры, рассматриваемые в этом документе, составляют 7 нм и несколько микрометров соответственно». Хотя наиболее распространенное значение UFP составляет «менее 0,1 мкм», это неверно для окружающего воздуха в ЕС.
Есть два основных подразделения, которые классифицируют типы UFP. UFP могут быть на основе углерода или металла, а затем могут быть дополнительно подразделены по их магнитным свойствам. Электронная микроскопия и специальные физические лабораторные условия позволяют ученым наблюдать морфологию UFP. [1] Переносимые по воздуху UFP могут быть измерены с помощью счетчика частиц конденсации , в котором частицы смешиваются с парами спирта и затем охлаждаются, позволяя пару конденсироваться вокруг них, после чего они подсчитываются с помощью светового сканера. [3] UFP производятся и встречаются в природе. UFP являются основным компонентом взвешенных в воздухе твердых частиц. Из-за их большого количества и способности проникать глубоко в легкие UFP представляют серьезную проблему для респираторного воздействия и здоровья. [4]
Источники и приложения
UFP производятся и встречаются в природе. Горячая вулканическая лава , океанские брызги и дым являются обычными естественными источниками UFP. UFP могут быть изготовлены намеренно, как и мелкие частицы, для использования в широком спектре применений как в медицине, так и в технологиях. Другие UFP являются побочными продуктами, такими как выбросы, от определенных процессов, реакций горения или оборудования, такого как тонер для принтера и выхлопные газы автомобилей . [5] [6] В 2014 году исследование качества воздуха показало, что вредные сверхмелкозернистые частицы от взлетов и посадок в международном аэропорту Лос-Анджелеса имеют гораздо больший размер, чем считалось ранее. [7] Существует множество внутренних источников, которые включают, помимо прочего, лазерные принтеры , факсы , копировальные аппараты , очистку цитрусовых , приготовление пищи , табачный дым , проникновение загрязненного наружного воздуха, трещины в дымоходах и пылесосы . [3]
UFP имеют множество применений в медицине и технологиях. Они используются в диагностическом воображении и новых системах доставки лекарств, которые включают нацеливание на систему кровообращения и / или прохождение гематоэнцефалического барьера, и это лишь некоторые из них. [8] Некоторые UFP, такие как наноструктуры на основе серебра, обладают антимикробными свойствами, которые используются для заживления ран и внутренних инструментальных покрытий, среди прочего, для предотвращения инфекций. [9] В области технологий UFP на основе углерода находят множество применений в компьютерах. Это включает использование графена и углеродных нанотрубок в электронике, а также в других компонентах компьютеров и схем. Некоторые UFP имеют характеристики, аналогичные газу или жидкости, и могут использоваться в порошках или смазках . [10]
Воздействие, риск и последствия для здоровья
Основное воздействие UFP происходит при вдыхании. Из-за своего размера UFP считаются респирабельными частицами. В отличие от вдыхаемых ТЧ 10 и ТЧ 2,5 , сверхмелкозернистые частицы откладываются в легких [11], где они могут проникать в ткани и подвергаться интерстициализации или абсорбироваться 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 , [12] высвобождение медиатора воспаления и может вызвать болезни сердца, легких и другие системные эффекты. [13] [14] [15] [16] Наблюдалась прочная связь между уровнем мелких частиц и раком легких и сердечно-легочными заболеваниями. [17] Точный механизм, посредством которого воздействие UFP приводит к последствиям для здоровья, еще предстоит выяснить, но влияние на артериальное давление может сыграть роль. Недавно сообщалось, что UFP связан с повышением артериального давления у школьников, причем мельчайшие частицы вызывают наибольший эффект. [18] Согласно исследованиям, младенцы, чьи матери подвергались воздействию более высоких уровней UFP во время беременности, с гораздо большей вероятностью заболеют астмой. [19]
Существует ряд потенциальных воздействий на человека, включая профессиональные, связанные с прямым производственным процессом или побочным продуктом промышленной или офисной среды [2] [20], а также побочные эффекты, связанные с загрязненным наружным воздухом и другими побочными выбросами. [21] 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. [22] Эти исследования направлены на установление токсикологических профилей, необходимых для оценки рисков, управления рисками и потенциального регулирования и законодательства. [23] [24] [25]
Некоторые размеры UFP могут быть отфильтрованы из воздуха с помощью фильтров ULPA .
Регулирование и законодательство
По мере роста индустрии нанотехнологий наночастицы привлекли к UFP все больше внимания общественности и регулирующих органов. [26] Исследования по оценке риска UFP все еще находятся на очень ранней стадии. Продолжаются споры [27] о том, следует ли регулировать UFP и как исследовать и управлять рисками для здоровья, которые они могут представлять. [28] [29] [30] [31] По состоянию на 19 марта 2008 г. EPA еще не регулирует и не исследует сверхмелкозернистые частицы, [32] но разработало стратегию исследования наноматериалов , которая открыта для независимой внешней экспертной оценки с февраля. 7 августа 2008 г. (экспертная оценка 11 апреля 2008 г.). [33] Также ведутся споры о том, как Европейский Союз (ЕС) должен регулировать UFP. [34]
Политические споры
Между Китаем и Южной Кореей идет политический спор по поводу ультратонкой пыли. Южная Корея утверждает, что около 80% ультрамелкой пыли поступает из Китая, и Китай и Южная Корея должны сотрудничать, чтобы снизить уровень мелкой пыли. Однако Китай утверждает, что китайское правительство уже реализовало свою политику в отношении экологической среды. По данным правительства Китая, с 2013 года качество воздуха улучшилось более чем на 40%. Однако загрязнение воздуха в Южной Корее ухудшилось. Таким образом, спор между Китаем и Южной Кореей приобрел политический характер. [35] В марте 2019 года Сеульский научно-исследовательский институт общественного здравоохранения и окружающей среды сообщил, 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. [36] В июле 2014, Китай «S верховного лидера Си Цзиньпин и правительство Южной Кореи договорились применять Корея-Китай проект Cooperative, в отношении совместного использования данных наблюдений на воздушных загазованности, совместные исследования с загрязнением воздуха прогнозной моделью и источник загрязнения воздуха идентификации , обмен кадрами и т. д. [37] Вслед за этим соглашением в 2018 году Китай и Южная Корея подписали Китайско-корейский План 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. На основе этого сотрудничества Южная Корея уже отправила 10 экспертов по окружающей среде в Китай для исследований, а Китай также отправит больше экспертов для долгосрочных исследований. Посредством этих двусторонних отношений Китай и Республика Корея добиваются решения проблемы загрязнения воздуха в регионе Северо-Восточной Азии и добиваются международной безопасности.
Смотрите также
- Дизельные твердые частицы
- Наноструктуры
Рекомендации
- ^ а б С. Иидзима (1985). «Электронная микроскопия малых частиц» . Журнал электронной микроскопии . 34 (4): 249.
- ^ а б в В. Ховард (2009). «Заявление о доказательствах: выбросы твердых частиц и здоровье (An Bord Plenala, о предлагаемом предприятии по переработке отходов в Рингаскидди)» (PDF) . Durham Environment Watch . Проверено 26 апреля 2011 .
- ^ а б Джон Д. Спенглер, Джон Ф. Маккарти, Джонатан М. Самет (2000). Справочник по качеству воздуха в помещении . ISBN 978-0074455494.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Т. Осунсанья; и другие. (2001). «Острые респираторные эффекты частиц: масса или количество?» . Медицина труда и окружающей среды . 58 (3): 154–159. DOI : 10.1136 / oem.58.3.154 . PMC 1740106 . PMID 11171927 .
- ^ Б. Коллинз (3 августа 2007 г.). «HP возвращается в ряды опасений по поводу работоспособности принтеров» . ПК Pro . Проверено 15 мая 2009 .
- ^ М. Бенджамин (ноябрь 2007 г.). «RT для лиц, принимающих решения в области респираторной помощи» . Журнал RT . Проверено 15 мая 2009 .
- ^ Weikel, Дэн и Барбоса, Тони (29 мая 2014) «выхлоп Planes' может вредить сообществам до 10 миль от Лос - Анджелеса» Los Angeles Times
- ^ С.М. Могини; и другие. (2005). «Наномедицина: текущее состояние и перспективы на будущее». Журнал FASEB . 19 (3): 311–30. DOI : 10,1096 / fj.04-2747rev . PMID 15746175 .
- ^ И. Чопра (2007). «Растущее использование продуктов на основе серебра в качестве противомикробных агентов: полезная разработка или повод для беспокойства?» . Журнал антимикробной химиотерапии . 59 (4): 587–90. DOI : 10,1093 / jac / dkm006 . PMID 17307768 .
- ^ «Нанотехнологии: исследование ультратонких частиц» . Агентство по охране окружающей среды . 26 февраля 2008 . Проверено 15 мая 2009 .
- ^ Инт Панис, L; и другие. (2010). «Воздействие твердых частиц в транспортном потоке: сравнение велосипедистов и пассажиров автомобилей». Атмосферная среда . 44 (19): 2263–2270. DOI : 10.1016 / j.atmosenv.2010.04.028 .
- ^ И. Ромье; и другие. (2008). «Загрязнение воздуха, окислительный стресс и пищевые добавки: обзор» . Европейский респираторный журнал . 31 (1): 179–97. DOI : 10.1183 / 09031936.00128106 . PMID 18166596 .
- ^ Brook RD; 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 .
- ^ Дж. Кард; и другие. (2008). «Легочные применения и токсичность созданных наночастиц» . Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 295 (3): L400–11. DOI : 10,1152 / ajplung.00041.2008 . PMC 2536798 . PMID 18641236 .
- ^ Л. Кальдерон-Гарсидуэньяс; и другие. (2008). «Длительное воздействие загрязнения воздуха связано с нейровоспалением, измененным врожденным иммунным ответом, нарушением гематоэнцефалического барьера, отложением ультратонких частиц и накоплением амилоида-42 и-синуклеина у детей и подростков». Токсикологическая патология . 36 (2): 289–310. DOI : 10.1177 / 0192623307313011 . PMID 18349428 .
- ^ Джейкобс, Л. (октябрь 2010 г.). «Субклинические реакции у здоровых велосипедистов, кратковременно подвергшихся воздействию загрязнения воздуха, связанного с дорожным движением» . Здоровье окружающей среды . 9 (64): 64. DOI : 10,1186 / 1476-069X-9-64 . PMC 2984475 . PMID 20973949 .
- ^ Докери, Дуглас В .; Поуп К. Арден; Сюй, Сипин; Шпенглер, Джон Д .; Уэр, Джеймс Х .; Фэй, Марта Э .; Феррис, Бенджамин Дж. Мл .; Шпейзер, Фрэнк Э. (1993-12-09). «Связь между загрязнением воздуха и смертностью в шести городах США» . Медицинский журнал Новой Англии . 329 (24): 1753–1759. DOI : 10.1056 / NEJM199312093292401 . ISSN 0028-4793 . PMID 8179653 .
- ^ Pieters, N; Коппен, G; Ван Поппель, М; Де Принс, S; Кокс, В; Dons, E; Нелен, В; Инт Панис, L; Плюскин, М; Schoeters, G; Наврот, Т.С. (март 2015 г.). «Артериальное давление и воздействие загрязнения воздуха в школе в тот же день: ассоциации с наноразмерными и крупнозернистыми ТЧ у детей» . Перспективы гигиены окружающей среды . 123 (7): 737–42. DOI : 10.1289 / ehp.1408121 . PMC 4492263 . PMID 25756964 .
- ^ Кэррингтон, Дамиан (21 мая 2021 г.). «Астма у детей ясельного возраста связана с внутриутробным воздействием загрязненного воздуха, - говорится в исследовании» . Хранитель . Источник 2021-05-22 .
- ^ А. Ситон (2006). «Нанотехнологии и врач-профессионал» . Медицина труда . 56 (5): 312–6. DOI : 10.1093 / occmed / kql053 . PMID 16868129 .
- ^ И. Кривошто; Ричардс-младший; Альбертсон, TE; Дерлет, RW (2008). «Токсичность выхлопных газов дизельных двигателей: значение для первичной медицинской помощи» . Журнал Американского совета семейной медицины . 21 (1): 55–62. DOI : 10.3122 / jabfm.2008.01.070139 . PMID 18178703 .
- ^ 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. DOI : 10.1093 / toxsci / kfm018 . PMID 17301066 .
- ^ К. Дреер (2004). «Воздействие нанотехнологий на здоровье и окружающую среду: токсикологическая оценка производимых наночастиц» . Токсикологические науки . 77 (1): 3–5. DOI : 10.1093 / toxsci / kfh041 . PMID 14756123 .
- ^ А. Нель; и другие. (2006). «Токсический потенциал материалов на наноуровне» . Наука . 311 (5761): 622–7. DOI : 10.1126 / science.1114397 . PMID 16456071 .
- ^ Ноттер, Доминик А. (сентябрь 2015 г.). «Моделирование оценки воздействия жизненного цикла твердых частиц: новый подход, основанный на физико-химических свойствах частиц». Environment International . 82 : 10–20. DOI : 10.1016 / j.envint.2015.05.002 . PMID 26001495 .
- ^ СС Наддур; и другие. (2007). «Сложности регулирования загрязнения воздуха: необходимость комплексных исследований и регуляторной перспективы» . Токсикологические науки . 100 (2): 318–27. DOI : 10.1093 / toxsci / kfm170 . PMID 17609539 .
- ^ Л.Л. Бергосон (12 сентября 2007 г.). «Гринпис выпускает руководство по REACH для активистов, в котором рассматриваются наноматериалы: блог о нанотехнологическом праве Bergeson & Campbell, PC». Блог о нанотехнологическом праве . Бергесон и Кэмпбелл, шт . Проверено 19 марта 2008 .
- ^ WG Kreyling; М. Семмлер-Бенке; В. Мёллер (2006). «Взаимодействие сверхмелких частиц с легкими: имеет ли значение размер?» . Журнал аэрозольной медицины . 19 (1): 74–83. DOI : 10,1089 / jam.2006.19.74 . PMID 16551218 .
- ^ М. Гейзер; и другие. (2005). «Ультратонкие частицы пересекают клеточные мембраны нефагоцитарными механизмами в легких и в культивируемых клетках» . Перспективы гигиены окружающей среды . 113 (11): 1555–1560. DOI : 10.1289 / ehp.8006 . PMC 1310918 . PMID 16263511 .
- ^ О. Гюнтер; и другие. (2005). «Нанотоксикология: новая дисциплина, развивающаяся на основе исследований сверхмелкозернистых частиц» . Перспективы гигиены окружающей среды . 113 (7): 823–839. DOI : 10.1289 / ehp.7339 . PMC 1257642 . PMID 16002369 .
- ^ С. Радослав; и другие. (2003). «Мицеллярные наноконтейнеры распространяются на определенные цитоплазматические органеллы». Наука . 300 (5619): 615–618. DOI : 10.1126 / science.1078192 . PMID 12714738 .
- ^ «Как сверхмелкие частицы в загрязнении воздуха могут вызвать болезнь сердца» . Science Daily . 22 января 2008 . Проверено 15 мая 2009 .
- ^ К. Тейчман (1 февраля 2008 г.). «Уведомление о доступности проекта внешнего обзора стратегии исследования наноматериалов и совещания экспертов по экспертной оценке» (PDF) . Федеральный регистр . 73 (30): 8309. Архивировано из оригинального (PDF) 16 мая 2008 года.
- ^ JB Skjaerseth; Дж. Веттестад (2 марта 2007 г.). «Вредно ли расширение ЕС для экологической политики? Противодействие мрачным ожиданиям с доказательствами» (PDF) . Международные экологические соглашения . Институт Фритьофа Нансена . Проверено 19 марта 2008 .
- ^ http://www.mofa.go.kr/eng/brd/m_5676/view.do?seq=320351
- ^ https://en.yna.co.kr/view/AEN20190306007900325
- ^ http://asianews.eu/content/china-south-korea-build-environment-cooperation-75620