Ультрадисперсные частицы
Ультрадисперсные частицы (УДЧ) — наномасштабные частицы, размеры которых менее 100 нанометров. В настоящее время пока не существует классового стандарта для частиц, загрязняющих воздух, которые гораздо меньше по размерам, описанных в стандартах классов частиц PM10 и PM2.5, и предположительно имеющих более агрессивное воздействие на здоровье, чем классы крупных частиц.. Выделяют два главных типа УДЧ: они могут быть углеродсодержащие и металлические, которые в свою очередь могут быть разделены на подразделы на основании своих магнитных свойств. Электронная микроскопия и специальные лабораторные условия позволяют ученым наблюдать морфологию УДЧ. В воздухе содержание УДЧ может быть измерено с помощью конденсационного счётчика частиц, в котором частицы смешиваются с парами спирта и затем остужаются, при этом пар конденсируется на частицах и затем их можно посчитать с помощью светового сканера. УДЧ могут быть антропогенного или естественного происхождения. УДЧ являются ключевой составляющей твердых частиц воздуха. Из-за их огромного количества и возможности проникать глубоко в легкие, УДЧ оказывают большое воздействие на здоровье дыхательной системы.
Содержание
Источники и применение
УДЧ могут быть как антропогенного так и естественного происхождения. Горячая вулканическая лава, океанские брызги, а также дым — наиболее общие естественные источники УДЧ. Также УДЧ производятся специально для того, чтобы использовать в широком разнообразии приложений в медицине и технике. Еще УДЧ возникают как побочные продукты эмиссии, горения или работы оборудования, например, тонер для принтера или выхлопные газы автомобиля. Существует масса источников УДЧ в помещении, которая включает, но не ограничивается лазерными принтерами, факсами, копирами, кожурой цитрусовых фруктов, приготовлением пищи, курением табака, проникновением наружного воздуха и пылесосами.
УДЧ имеют разнообразное применение в медицинской и технологической отраслях. Они используются в постановке диагнозов, и современных системах доставки лекарств, которые включают адресную доставку по кровеносной системе. Некоторые УДЧ, например наноструктуры серебра, имеют антимикробные свойства, которые используются при лечении ран. а также ими покрываются поверхности инструментов, которыми делают операции, для того чтобы предотвратить заражение. В области технологии, УДЧ на основе углерода, очень широко применяются в компьютерах. Сюда входит использование графена и углеродные нанотрубки в электронике, а также в других компьютерных и элементных компонентах. Некоторые УДЧ имеют характеристики схожие с газом или жидкостью и полезны в производстве порошков и смазки.
Воздействие, риск и влияние на здоровье
Основной способ попадания УДЧ в организм — это вдыхание. Из-за их размера, УДЧ считаются вдыхаемыми частицами. В противоположность поведению при вдыхании частиц класса PM10 и PM2.5, УДЧ скапливаются в легких, где они могут проникнуть в ткани и затем захвачены кровью, и после этого их затруднительно вывести из организма и они могут оказать немедленное воздействие. Вдыхание УДЧ, даже если их компоненты сами по себе не очень токсичны, может вызвать окислительный процесс, возбуждаемый высвобождением медиатора, и может вызвать заболевание легких или другие соматические эффекты.
Существует ряд потенциальных зон риска вдыхания УДЧ у людей работающих напрямую с УДЧ или в производстве в котором УДЧ являются побочным продуктом, а также от загрязненного наружного воздуха и других побочных источников УДЧ. Для того, чтобы количественно оценить воздействие и риск вдыхания УДЧ, в настоящее время выполняются как in vivo, так и in vitro исследования образцов различных УДЧ на различных животных — мышах, крысах и рыбах. Эти исследования стремятся установить токсикологические профили необходимые для оценки и управления рисками и потенциальной регуляцией и законодательством.
Устранение и миграция
УДЧ могут быть рассмотрены как постоянный загрязнитель воздуха. Миграция и устранение протекают крайне медленно из-за малого размера частиц. УДЧ могут быть уловлены фильтрами на основе диффузионного процесса. Единственно верный способ изменить количество частиц в помещении это контролирование источников частиц, а именно удаление или ограниченное использование потенциальных источников частиц.
Регулирование и законодательство
Так как индустрия нанотехнологии активно развивается, наночастицы привлекают все больше общественного и нормативного внимания к УДЧ. Исследования по оценке риска УДЧ в настоящее время находятся еще на очень ранней стадии. Продолжаются споры и том, необходимо ли регулировать УДЧ и как исследовать и управлять риском здоровью, который они могут вызвать. На 19 марта 2008 года, Агентство по защите окружающей среды (США) еще не занималось регулированием и исследованием УДЧ, но в черновом варианте пока есть Стратегия исследования наноматериалов, открытая для независимого, внешнего обзора с 7 февраля 2008. Также ведутся споры о том как Европейский Союз (ЕС) будет регулировать УДЧ.