Comment la poussière de frein pourrait finir par endommager vos poumons

Comment la poussière de frein pourrait finir par endommager vos poumons

Une nouvelle étude montre comment les poussières de freins et de pneus - un nuage de minuscules particules métalliques - peuvent faire des ravages sur la santé respiratoire.

Les métaux provenant des freins et d'autres systèmes automobiles entrent dans l'air sous forme de particules fines, s'attardant sur les routes achalandées. Bien que les émissions d'échappement puissent chuter à mesure que les véhicules à émissions nulles atteignent les rues, les poussières de freins et de pneus, principale source de pollution de l'air sur les autoroutes, ne montrent aucun signe de ralentissement.

Dans la revue Environmental Science & Technology, les chercheurs décrivent comment les métaux émis par le véhicule tels que le cuivre, le fer et le manganèse interagissent avec des particules acides riches en sulfate déjà dans l'air pour produire un aérosol toxique.

«Il y a une réaction en chaîne qui se produit dans l'air au-dessus des routes achalandées», explique Rodney Weber, professeur à l'École des sciences de la Terre et de l'atmosphère de l'Institut de technologie de Géorgie. "Le sulfate acide dans l'atmosphère entre en contact avec les métaux émis par la circulation et modifie leur solubilité, ce qui les rend plus susceptibles de causer un stress oxydatif lorsqu'ils sont inhalés."

L'étude, parrainée par la National Science Foundation et l'Environmental Protection Agency des États-Unis, montre comment les métaux sont émis principalement sous une forme insoluble mais deviennent lentement solubles après mélange avec le sulfate.

«Le sulfate a longtemps été associé à des effets néfastes sur la santé», explique Athanasios Nenes, professeur à l'École des sciences de la Terre et de l'atmosphère et à l'École de génie chimique et biomoléculaire. "La vieille hypothèse était que le sulfate acide brûle la muqueuse de vos poumons, ce qui entraîne à son tour de mauvais effets sur la santé. Mais il n'y a pas assez d'acide dans l'air pour avoir vraiment cet impact. "

Mais le sulfate joue un rôle clé dans la fabrication des métaux avant qu'ils ne soient inhalés, ce qui pourrait expliquer l'association du sulfate avec des effets néfastes sur la santé, disent les chercheurs.


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Le 'pistolet fumant'

Les chercheurs ont prélevé des échantillons de particules ambiantes à deux endroits à Atlanta, l'un à proximité d'une grande autoroute inter-États et l'autre à un kilomètre du site urbain 420. Ils ont analysé le contenu chimique, la distribution de la taille et l'acidité des échantillons.

Une quantité significative du sulfate ambiant trouvé était de taille similaire aux particules de métal, suggérant que le sulfate et les métaux ambiants étaient mélangés dans des particules individuelles, ce qui pendant des heures ou des jours permettrait au sulfate acide de convertir le métal en une forme soluble.

Pour quantifier à quel point l'aérosol pouvait être dangereux, les chercheurs ont développé un système analytique à haut débit pour un test chimique - appelé potentiel oxydatif - qui simule la réponse toxique qu'un tel mélange aurait sur les organismes cellulaires. Cet instrument a été utilisé pour générer de grands ensembles de données sur le potentiel oxydatif des aérosols ambiants, qui, lorsqu'ils ont été utilisés dans une étude épidémiologique antérieure, ont montré que le test chimique était statistiquement associé aux admissions hospitalières à Atlanta pour asthme et respiration sifflante.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont observé que la toxicité maximale indiquée par le test était étroitement corrélée aux particules qui contenaient la plus grande quantité de métaux solubles, ce qui ne se produisait que lorsque des particules métalliques se mélangeaient à du sulfate très acide.

"C'est le pistolet fumant", dit Nenes. "Le sulfate dissout essentiellement ces métaux; Lorsque vous respirez ces particules, les métaux peuvent être absorbés directement dans la circulation sanguine et causer des problèmes dans tout le corps. Pour la première fois, un mécanisme émerge pour expliquer pourquoi de petites quantités de sulfate acide peuvent nuire à la santé. "

Alors que l'échantillon prélevé sur le site d'essai situé à l'opposé de l'autoroute contenait moins de particules métalliques, il y avait encore suffisamment de potentiel oxydatif, ce qui montre que la pollution routière peut se propager dans l'air et causer des problèmes aux alentours. .

Même les voitures électriques

La poussière des freins et des pneus n'est pas la seule source de métaux dans l'air. Les incinérateurs et autres formes de combustion produisent également des poussières minérales et des particules métalliques qui peuvent se mélanger au sulfate pour déclencher une réaction similaire.

Les chercheurs notent que si la quantité de sulfate particulaire dans le sud-est des États-Unis a diminué au cours des dernières années 15 alors que les émissions de dioxyde de soufre des centrales électriques ont diminué, il reste suffisamment de sulfate acide dans l'air pour maintenir le pH des particules la gamme de 0 à 2, transformant les métaux ambiants insolubles en une forme soluble.

«Les émissions de gaz d'échappement des véhicules diminuent, mais ces types d'émissions de freinage resteront dans une certaine mesure, même si vous conduisez une voiture électrique», explique M. Weber. "Par conséquent, ce type de processus continuera à jouer dans l'avenir et sera une considération importante lorsque nous examinons les effets sur la santé des particules."

La source: Georgia Tech

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