Tyto jemné částice , ultrajemné , PUF (nebo PFU na jemných částic v angličtině) nebo PM 0,1 jsou částice velikosti nano (menší než 0,1 um nebo 100 nm v průměru); tak malé, že se chovají jako plyny .
Mají přírodní původ ( lesní požáry , vulkanismus , větrné erozi , atd ) a antropogenního (z výfuku motorů a kotlů, rafinerie, opotřebení pneumatik, barev, brzd a dalších mechanických zdrojů, svařování a jiné systémy pracující při vysoké teplotě, atd. ).
UFP přispívají k celkové hmotnosti látek znečišťujících ovzduší jen velmi málo , jsou však dominantní v počtu částic a jejich role je významná z hlediska účinků vrcholů znečištění a chronického znečištění, a to vzhledem k jejich množství, specifickému povrchu a schopnosti pronikat hluboko do plic a poté překročit plicní bariéru. V oblasti zdraví životního prostředí jde o hlavní kategorii znečišťujících látek, pokud jde o expozici dýchacích cest znečištění a účinky na zdraví.
Mnohem menší než regulované třídy částic (PM 10 a PM 2,5 ), a přestože jsou podezřelé ze závažných zdravotních účinků (protože jsou při stejné hmotnosti mnohem agresivnější než větší třídy částic), nejsou dosud regulovány.
Obecné, technické a technologické aspekty předmětu viz články Nanočástice a Nanotechnologie ; tento článek pojednává o PM 0,1 a nanočásticích pouze z pohledu znečišťujících látek nebo složek vzduchu.
Elektronové mikroskopie je krystalografie a další metody umožňují vědci pozorovat morfologii jemných částic. Tato skupina částic je často rozdělena do podtříd:
Některé databáze byly navrženy nebo se vytvářejí pro hodnocení expozice na pracovišti nanočásticím.
Ultrafinery ve vzduchu lze kvantifikovat pomocí počitadla částic známého jako „počitadlo kondenzačního jádra nebo CNC; částice se tam smísí s parou alkoholu a poté se ochladí; pára kolem nich kondenzuje a usnadňuje jejich počítání speciálním skenerem).
Jemné částice nacházející se ve vzduchu, plicích a živých organismech mají částečně přirozený původ a částečně antropogenní původ.
Sopečná láva varu, postřikem spray (většinou námořní) se kouř z keřů a lesních požárů jsou společné zdroje zemního PUF.
Nanočástice se také - a stále častěji - vyrábějí záměrně pro širokou škálu aplikací, včetně kovů, které jsou toxické nebo mají zvláštní magnetické vlastnosti .
Velké množství UFPs jsou spalování podle -výrobky (z ropy a zemního plynu produktů nebo energie z biomasy ). Nedávná (2014) studie kvality ovzduší ukázala, že emise nebezpečných ultrajemných částic ze vzletů a přistání z mezinárodního letiště v Los Angeles byly vyšší, než se dříve odhadovalo.
Dalšími zdroji jsou mechanické opotřebení pohyblivých částí ( např. Opotřebení rychlostních stupňů , brzd vozidel, pneumatik a vozovky ), jakož i vedlejší produkty z provozu zařízení, jako jsou lakovací pistole, tonerová tiskárna, výfuková potrubí vozidla nebo stacionárního motoru.
Vzduchu v interiéru není ušetřen, s - kromě pronikání znečištěného vnějšího vzduchu - velké množství zdrojů, včetně spalování svítiplynu na plynový sporák je vaření potravin (zejména pečené v troubě, na pánvi, grilování), laserové tiskárny, faxy, kopírky, loupání citrusových plodů , vaření, tabákový kouř , komínové trhliny , vysavače .
PUF s charakteristikami podobnými plynu nebo kapalinám se používají v určitých prášcích nebo mazivech.
K expozici PM 0,1 dochází primárně vdechováním, ale stejné částice nebo jiné stejné velikosti mohou být absorbovány také prostřednictvím jídla a pití .
Díky své malé velikosti jsou PUF prodyšné. Na rozdíl od inhalovaných PM 10 a PM 2,5 se ukládají pouze částečně v plicích, takže spolu s kyslíkem ze vzduchu vstupují do krevního řečiště a tam v lymfě a potenciálně v každém orgánu těla. Mohou také podstoupit „ intersticializaci “ v plicní tkáni s možnými účinky, které mohou být okamžité.
Expozice UFP, i když jejich složky nejsou příliš toxické, může způsobit oxidační stres s uvolněním zánětlivého mediátoru, což může také vyvolat srdeční nebo plicní poruchy nebo onemocnění s jinými systémovými účinky.
Mnoho z těchto PUF není ani biologicky rozložitelných, ani metabolizovatelných, což představuje problémy s bioperzistencí, zejména pokud jsou dobrovolně injikovány do krevního systému ( např. Imunologické adjuvans nebo kontrastní produkty v lékařském zobrazování ). Tato bioperzistence a stále špatně pochopený metabolismus nanočástic vyvolává otázku možných jevů biokoncentrace v prostředí, v trofické síti a v potravinovém řetězci (krmivo pro zvířata, potrava pro člověka).
Přesné mechanismy účinků na zdraví zbývá vyjasnit, ale jejich existence již není diskutována; zdá se, že se jedná zejména o účinek zvýšeného krevního tlaku (od dětství podle měření provedených u školáků) a také to, že molekuly, malé částice, vyvolávají největší účinky .
Byly identifikovány různé zdroje možného vystavení PUF, včetně určitých profesionálních činností využívajících nanočástice nebo výroby, během procesu výroby nebo zničení produktu nebo vedlejšího produktu, určitých průmyslových, přístavních, letištních, silničních prostředí, obchodů, jako je tento hasič. Zdrojem rizika je také vystavení znečištěnému venkovnímu vzduchu ( zejména dieselovými motory ) a dalším emisím vedlejších produktů.
Za účelem lepšího posouzení a kvantifikace expozice a souvisejícího rizika byly provedeny studie in vivo a in vitro pro různé typy a kategorie UFP za použití různých zvířecích modelů (včetně myší, potkanů a ryb). Cílem těchto studií je stanovit „toxikologické profily“ podle typu a velikosti částic nezbytné pro hodnocení rizik, řízení rizik a potenciální regulaci a legislativu. Je pravděpodobné, že existují také „ koktejlové efekty “: mezi PUF, ale také mezi PUF a jinými vdechovanými, opilými nebo požitými znečišťujícími látkami nebo alergeny .
Jsou-li částice vdechnutí ve formě singletu (spíše než nano nebo mikro- agregáty ), které jsou problematické více toxické (protože jejich specifický povrch je maximum), zvláště když obsahují toxické kovy .
Přímo, nebo po období depozice v plicních alveolách, se zdá , že UFP jsou schopny „z velké části“ uniknout dohledu alveolárních makrofágů a mají přístup k plicnímu intersticiu, kde jejich účinky stále nejsou dostatečně známy.
Některé PUF jsou potenciálně endokrinní disruptory .
Nedávné epidemiologické studie ukázaly, že někteří zranitelní (děti, starší lidé) nebo již oslabení (alergičtí, nemocní) lidé jsou na PUF (zejména městské ovzduší) citlivější než ostatní a mají zhoršené zdravotní účinky. To platí zejména u starších lidí, kteří již trpí respiračními a kardiovaskulárními chorobami.
Expozice těhotným ženám může také představovat problém pro plod, protože placentární bariéra nefiltruje nanočástice přivedené mateřskou krví, protože expozice matky u laboratorních myší zvyšuje riziko problémů s vývojem plodu .
Účinky při nízkých dávkách (inhalovaných) byly prokázány pro uhlíkové ultrajemné částice; mírný zánět plic nastává u hlodavců po šesti hodinách expozice nízkým dávkám. U laboratorních zvířat může stáří jednotlivce nebo stav „ senzibilizace “ jednotlivce „výrazně zvýšit náchylnost k zánětlivým účinkům ultrajemných částic a zdá se, že stárnoucímu organismu hrozí vyšší riziko poškození plic vyvolané oxidačním stresem tyto částice ve srovnání s mladými organismy “.
Účinky ultrajemných částic mohou být navíc významně zesíleny plynnou spolu-znečišťující látkou, jako je přízemní ozon (což je rostoucí znečišťující látka téměř všude na světě).
Zdá se, že jen velmi málo studií se zaměřilo na ekosystémové účinky UFP, ale četné toxikologické studie jasně ukázaly, že mají zánětlivé a oxidační stresové účinky u různých laboratorních zvířat (zejména u potkanů, myší a ryb), což naznačuje, že mohou mít ekosystém účinky (okamžité a zpožděné).
S rychlým rozvojem nanotechnologií se pozornost vědců a zákonodárců zaměřila na hodnocení účinků expozice nanočásticím. Legislativa se objevuje postupně, včetně regulace nanotechnologického průmyslu a výzkumu, ale po mnoha výrobcích (které jsou chemicky velmi aktivní, například nanokatalyzátory) již byly zavedeny v mnoha výrobcích uváděných na trh nebo vyráběných průmyslem a výzkumné laboratoře pro vlastní potřebu. Některé z těchto nanoproduktů se v přírodě nevyskytují ( např. Uhlíkové nanotrubice ).
Hodnocení rizika komplikuje skutečnost, že v nanometrických měřítcích je přímé pozorování obtížné a že fyzikálně-chemické a biologické účinky částic podléhají fyzikálním zákonům, které nejsou stejné jako ve viditelných měřítcích.
O prahových hodnotách a protokolech o hodnocení nebo o prostředcích k uplatňování zásady předběžné opatrnosti v této oblasti nebo k lepšímu řízení rizik pro veřejné zdraví se stále diskutuje.
The 19. března 2008, EPA oznámila, že zatím nechce regulovat výzkum a ukládat monitorování UFP v dýchaném vzduchu, ale zahájila vývoj výzkumné strategie pro nanomateriály, otevřené nezávislému externímu přezkumu7. února 2008 (panelová recenze na 11. dubna 2008). Tváří v tvář průmyslovým a výzkumným lobby, které často představují nanočástice jako potenciální zdroj pokroku v mnoha lékařských a technologických oblastech, stále probíhá debata o tom, jak by orgány (včetně Evropské unie) měly nebo neměly regulovat UFP.