Som alla med säsongsbetonade allergier vet kan osynliga luftburna partiklar verkligen förstöra en persons dag. Liksom trädpollenet som kan plåga dig i vår, kan små koncentrationer av spårämnen i luften ha betydande negativa effekter på människors hälsa. Men till skillnad från pollenantal och andra allergiindex, som är noggrant spårade och allmänt tillgängliga, finns det begränsad kunskap om de omgivande koncentrationerna av cancerframkallande spårämnen som bly och arsenik i stadsområden i utvecklingsländer.
En nyligen genomförd ansträngning ledd av Randall Martin, Raymond R. Tucker Distinguished Professor vid McKelvey School of Engineering vid Washington University i St. Louis, analyserade globala omgivande partiklar (PM) för att förstå två av dess nyckelkomponenter, mineraldamm och spårämnen oxider. Spårämnen – som bly och arsenik – har väldokumenterade samband med negativa hälsoeffekter. Även om damm härrör från både naturliga källor som öknar och mänskliga aktiviteter som konstruktion och jordbruk, släpps spårämnen främst ut av mänskliga aktiviteter som förbränning av fossila bränslen och industriella processer.
Martins team, inklusive Jay Turner, James McKelvey professor i ingenjörsutbildning vid WashU, och Xuan Liu, en doktorand som arbetar med Martin och Turner vid Institutionen för energi, miljö och kemiteknik, undersökte data som samlats in av Surface PARTiculate mAtter Network ( SPARTAN), det enda globala övervakningsnätverket som mäter PM-elementsammansättning.
Deras arbete, publicerat i ACS ES&T Air , producerade en värdefull datauppsättning och metodik för att identifiera regioner med förhöjda spårämnen. Resultaten lyfte också fram oroande regioner i Bangladesh, Indien och Vietnam, som kan dra nytta av interventioner för att minska utsläpp av spårämnen från mänskliga aktiviteter.
"Tillförlitliga data om elementär sammansättning av omgivande PM är avgörande för att förstå hälsoriskerna som är förknippade med exponering för luftburna spårämnen", säger Liu, den första författaren på tidningen. "Vårt arbete belyser de betydande hälsoriskerna som orsakas av förhöjda nivåer av luftburna spårämnen, särskilt arsenik, i Syd- och Sydostasien."
"Detta arbete uppmärksammar behovet av uthållig konsekvent övervakning av grundämnessammansättningen av fina partiklar i stadsområden över hela världen," tillade Martin. "Att identifiera potentiella utsläppskällor för dessa element kommer att informera riktade insatser för att minska exponeringen och skydda folkhälsan."
Även om Martin och hans medarbetare i tidigare studier har funnit att den globala luftföroreningen från fina partiklar minskade mellan 1998 och 2019 och att strategier som att ersätta traditionella bränslekällor med hållbara energikällor ytterligare skulle kunna minska PM-föroreningar, pekar deras SPARTAN-analys på pågående oro angående exponering att spårämnen genom inandning av partiklar. Teamet identifierade informell återvinning av blybatterier, återvinning av e-avfall och koleldade tegelugnar som potentiella bidragsgivare till de förhöjda koncentrationerna av spårämnen, särskilt i Dhaka, Bangladesh.
Mer allmänt noterade teamet att koncentrationerna av spårämnen är särskilt höga i låginkomst- och medelinkomstländer på grund av oreglerad urbanisering och industrialisering. Men PM-övervakningsnätverk i dessa områden är i bästa fall fläckiga, vilket hindrar forskarnas förståelse av damm- och spårelementnivåer och deras utsläppskällor. Enhetliga provtagningsmetoder och tillförlitliga analyser behövs för att möjliggöra jämförelser över hela världen.
"Vår växande provinsamling kommer att leda till bättre uppskattningar av damm- och spårämneskoncentrationer, vilket kommer att göra det möjligt för oss att utföra en mer exakt hälsoriskbedömning och grundlig undersökning av utsläppskällor," sa Liu. "Vissa SPARTAN-platser har valts ut eller etablerats som en del av satellituppdraget Multi-Angle Imager for Aerosols (MAIA) för att studera hälsoeffekterna av olika typer av luftburna partiklar. Detta samarbete kommer att ge ett stort dataset med ökad provtagningsfrekvens, vilket hjälper till att vi identifierar föroreningskällor mer effektivt i framtiden."
Mer information: Xuan Liu et al, Elemental Characterization of Ambient Particulate Matter för ett globalt distribuerat övervakningsnätverk:metodik och konsekvenser, ACS ES&T Air (2024). DOI:10.1021/acsestair.3c00069
Tillhandahålls av Washington University i St. Louis
