Forskare vet relativt lite om partiklar som släpps ut i luften när en fordonsförare bromsar, men bevis tyder på att dessa partiklar kan vara mer skadliga för hälsan än partiklar som lämnar avgasröret.
I en ny studie som visas i Proceedings of the National Academy of Sciences , University of California, Irvine forskare visar hur de flesta av dessa partiklar som släpps ut under lätt inbromsning bär en elektrisk laddning – något som potentiellt skulle kunna utnyttjas för att minska luftföroreningarna från fordon.
"Vi fann att upp till 80 % av aerosolpartiklarna som släpps ut från bromsning är elektriskt laddade, och att många av dem faktiskt är mycket laddade", säger Adam Thomas, doktorand i labbet till Jim Smith, professor i kemi, som ledde studien tillsammans med UCI:s postdoktor Paulus Bauer.
För att göra jobbet använde teamet en stor svarv för att snurra en fristående bromsrotor och bromsok. De mätte sedan den elektriska laddningen av aerosoler som släpptes ut i luften och upptäckte siffran på 80 %.
"Jag blev väldigt förvånad", sa Smith. "Vi blev också förvånade över att detta inte riktigt har studerats med tanke på hur vanliga bilar är i mänskliga samhällen."
Forskningen är en del av ett bredare lagarbete vid UCI för att förstå folkhälsoeffekterna av utsläpp utan avgasrör i områden som är belagda av biltrafik, inklusive många områden i södra Kalifornien.
"Toxiciteten och hälsoeffekterna av bromsslitagepartiklar är i stort sett okända", säger Manabu Shiraiwa, professor i aerosolkemi vid UCI och en av forskarna bakom det universitetsomfattande projektet. "De senaste resultaten från mitt labb visar att de kan framkalla oxidativ stress, men mer forskning behövs."
Den nya studien avslöjar ett problem som kan växa i takt med att elbilar blir allt vanligare under de kommande decennierna. Elbilar, förklarade Smith, är inte riktigt nollutsläppsfordon, så kommuner måste tänka på strategier för att minska utsläppen från bromsanvändning såväl som avgasrör.
Teamet fann att andelen laddade partiklar som släpptes ut till stor del berodde på materialets sammansättning av bromsbelägg. Eftersom partiklarna bär på en elektrisk laddning borde detta göra det relativt lätt att ta bort från luften.
"Om de är laddade kan de enkelt tas bort från luften innan de har en chans att överhuvudtaget påverka hälsan", säger Smith. "Allt du behöver göra är att samla upp dem med ett elektrostatiskt filter - en anordning som exponerar de laddade partiklarna för ett elektriskt fält och effektivt sveper bort dem."
Folkhälsorisken som bromsutsläppen utgör bärs inte lika av en befolkning – delar av städer med lägre inkomster tenderar att vara mer trafiktunga än andra, vilket skapar en miljörättsfråga där vissa socioekonomiska klasser är mer utsatta för bromsutsläpp än andra .
Enligt professor Barbara Finlayson-Pitts, framstående emeritusprofessor i kemi och huvudutredare för projektet vid UCI, är utsläppen från bromsning inte välkarakteriserade men är potentiellt betydande i områden med hög trafik. "Dessa områden är ofta i fattigare samhällen och belyser en viktig aspekt av miljörättvisa som till stor del har förbisetts," sa Finlayson-Pitts.
UCI-teamet arbetar med lokala samhällsorganisationer som Madison Park Neighborhood Association i Santa Ana, som hjälper till att sprida UCI:s vetenskapliga rön till allmänheten.
Mer information: Adam E. Thomas et al, Bilbromsning är en källa till högt laddade aerosolpartiklar, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2313897121
Journalinformation: Proceedings of the National Academy of Sciences
Tillhandahålls av University of California, Irvine
