Wetenschap
Wereldwijd onderzoek onthult de gevolgen voor de gezondheid van sporenelementen in de lucht
Zoals iedereen met seizoensallergieën weet, kunnen onzichtbare deeltjes in de lucht iemands dag echt verpesten. Net als het boompollen waar u dit voorjaar mogelijk last van heeft, kunnen kleine concentraties sporenelementen in de lucht aanzienlijke negatieve gevolgen hebben voor de menselijke gezondheid. In tegenstelling tot pollenaantallen en andere allergie-indexen, die zorgvuldig worden bijgehouden en overal beschikbaar zijn, bestaat er echter beperkte kennis over de concentraties in de omgeving van kankerverwekkende sporenelementen zoals lood en arseen in stedelijke gebieden van ontwikkelingslanden.
Een recente inspanning onder leiding van Randall Martin, de Raymond R. Tucker Distinguished Professor aan de McKelvey School of Engineering aan de Washington University in St. Louis, analyseerde de mondiale deeltjesvormige materie (PM) om twee van de belangrijkste componenten ervan, mineraalstof en sporenelementen, te begrijpen. oxiden. Sporenelementen, zoals lood en arseen, hebben goed gedocumenteerde associaties met nadelige gezondheidsresultaten. Hoewel stof afkomstig is van zowel natuurlijke bronnen zoals woestijnen als menselijke activiteiten zoals de bouw en de landbouw, worden sporenelementen voornamelijk uitgestoten door menselijke activiteiten zoals de verbranding van fossiele brandstoffen en industriële processen.
Martin's team, waaronder Jay Turner, de James McKelvey hoogleraar Engineering Education aan WashU, en Xuan Liu, een afgestudeerde student die samenwerkt met Martin en Turner bij het Department of Energy, Environmental &Chemical Engineering, onderzochten gegevens verzameld door het Surface PARTiculate mAtter Network ( SPARTAN), het enige wereldwijde monitoringnetwerk dat de elementaire samenstelling van PM meet.
Hun werk, gepubliceerd in ACS ES&T Air , produceerde een waardevolle dataset en methodologie om regio's met verhoogde sporenelementen te identificeren. De bevindingen brachten ook zorgwekkende regio's in Bangladesh, India en Vietnam aan het licht, die baat zouden kunnen hebben bij interventies om de uitstoot van sporenelementen door menselijke activiteiten te verminderen.
"Betrouwbare gegevens over de elementaire samenstelling van fijnstof uit de omgeving zijn van cruciaal belang om de gezondheidsrisico's te begrijpen die gepaard gaan met blootstelling aan sporenelementen in de lucht", zegt Liu, de eerste auteur van het artikel. "Ons werk benadrukt de aanzienlijke gezondheidsrisico's die worden veroorzaakt door verhoogde niveaus van sporenelementen in de lucht, met name arseen, in Zuid- en Zuidoost-Azië."
"Dit werk vestigt de aandacht op de noodzaak van duurzame, consistente monitoring van de elementaire samenstelling van fijn stof in stedelijke gebieden over de hele wereld", voegde Martin eraan toe. "Het identificeren van potentiële emissiebronnen van deze elementen zal aanleiding geven tot gerichte interventies om de blootstelling te beperken en de volksgezondheid te beschermen."
Hoewel Martin en zijn medewerkers in eerdere onderzoeken hebben ontdekt dat de mondiale luchtverontreiniging door fijnstof tussen 1998 en 2019 is afgenomen en dat strategieën zoals het vervangen van traditionele brandstofbronnen door duurzame energiebronnen de vervuiling door fijnstof verder kunnen terugdringen, wijst hun SPARTAN-analyse op aanhoudende zorgen over de blootstelling sporenelementen op via het inademen van PM. Het team identificeerde informele recycling van loodzuurbatterijen, recycling van elektronisch afval en kolengestookte steenovens als potentiële bijdragers aan de verhoogde concentraties van sporenelementen, vooral in Dhaka, Bangladesh.
Meer in het algemeen merkte het team op dat de concentraties van sporenelementen bijzonder hoog zijn in lage- en middeninkomenslanden als gevolg van ongereguleerde verstedelijking en industrialisatie. De PM-monitoringnetwerken in deze gebieden zijn echter op zijn best vlekkerig, wat het inzicht van onderzoekers in de niveaus van stof en sporenelementen en hun emissiebronnen belemmert. Uniforme bemonsteringsmethoden en betrouwbare analyses zijn nodig om vergelijkingen over de hele wereld mogelijk te maken.
"Onze groeiende monsterverzameling zal leiden tot betere schattingen van de concentraties stof en sporenelementen, waardoor we een nauwkeurigere beoordeling van de gezondheidsrisico's en een grondiger onderzoek naar emissiebronnen kunnen uitvoeren", aldus Liu. “Bepaalde SPARTAN-locaties zijn geselecteerd of opgezet als onderdeel van de Multi-Angle Imager for Aerosols (MAIA) satellietmissie die zich richt op het bestuderen van de gevolgen voor de gezondheid van verschillende soorten deeltjes in de lucht. Deze samenwerking zal een grote dataset opleveren met een verhoogde bemonsteringsfrequentie, waardoor we kunnen in de toekomst de bronnen van vervuiling effectiever identificeren."