Ультрадисперсные частицы

Ультрадисперсные частицы

Ультрадисперсные частицы (УДЧ) — наномасштабные частицы, размеры которых менее 100 нанометров.[1] В настоящее время пока не существует классового стандарта для частиц, загрязняющих воздух, которые гораздо меньше по размерам, описанных в стандартах классов частиц [2]. 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.[1] В воздухе содержание УДЧ может быть измерено с помощью конденсационного счетчика 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.[3] УДЧ могут быть антропогенного или естественного происхождения. УДЧ являются ключевой составляющей твердых частиц воздуха. Из-за и огромного количества и возможности проникать глубоко в легкие, УДЧ оказывают большое воздействие на здоровье дыхательной системы.[4]

Содержание

Источники и применение

УДЧ могут быть как антропогенного так и естественного происхождения. Горячая вулканическая лава, океанский спрей, 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.[5][6] 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.[3]

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.[7] 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.[8] 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.[9]

Воздействие, риск и влияние на здоровье

Основной способ попадания УДЧ в организм — это вдыхание. Из-за их размера, УДЧ считаются вдыхемыми частицами. В противоположность поведению при вдыхании ачстиц класса PM10 и PM2.5, УДЧ скапливаются в легких,[10] где они могут проникнуть в ткани и затем захвачены кровью, и после этого их затруднительно вывести из организма и они могут оказать немедленное воздействие.[2] Вдыхание УДЧ, даже если их компоненты сами по себе не очень токсичны, может вызвать окислительный процесс,[11] возбуждаемый высвобождением медиатора, и может вызвать заболевание легких или другие соматические эффекты.[12][13][14]

Существует ряд потенциальных зон риска вдыхания УДЧ у людей работающих напрямую с УДЧ или в производстве в котором УДЧ являются побочным продуктом,[2][15] а также от загрязненного наружного воздуха и других побочных источников УДЧ.[16] Для того, чтобы количественно оценить воздействие и риск в настоящее время выполнябтся как in vivo так и in vitro исследования образцов различных УДЧ на различных животных — мышах, крысах и рыбах.[17] Эти исследования стремятся установить токсикологические профили необходимые для оценки и управления рисками и потенциальной регуляцией и законодательством.[18][19]

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.[20]

Регулирование и законодательство

Так как индустрия нанотехнологии активно развивается, наночастицы привлекают все больше общественного и нормативного внимания к УДЧ.[21] Исследования по оценке риска УДЧ в настоящее время находятся еще на очень ранней стадии. Продолжаются споры[22] и том, необходимо ли регулировать УДЧ и как исследовать и управлять риском здоровью, который они могут вызвать.[23][24][25][26] На 19 марта 2008 года, Агентство по защите окружающей среды (США) еще не занималось регулированием и исследованием УДЧ,[27] но в черновом варианте пока есть Стратегия исследования наноматериалов, открытая для независимого, внешнего обзора с 7 февраля 2008.[28] Также ведутся споры о том как Европейский Союз (ЕС) будет регулировать УДЧ.[29]

Список литературы

  1. ↑ 1 2 S. Iijima (1985). «Electron Microscopy of Small Particles». Journal of Electron Microscopy 34 (4).
  2. ↑ 1 2 3 V. Howard Statement of Evidence: Particulate Emissions and Health (An Bord Plenala, on Proposed Ringaskiddy Waste-to-Energy Facility). (2009). Архивировано из первоисточника 5 октября 2012. Проверено 26 апреля 2011.
  3. ↑ 1 2 J.D. Spengler Indoor Air Quality Handbook. — 2000. — ISBN 9780071501750
  4. ↑ T. Osunsanya et al. (2001). «Acute Respiratory Effects of Particles: Mass or Number?». Occupational Environmental Medecide 58. DOI:10.1136/oem.58.3.154.
  5. ↑ B. Collins HP Hits Back in Printer Health Scare Row. PC Pro (3 August 2007). Архивировано из первоисточника 5 октября 2012. Проверено 15 мая 2009.
  6. ↑ M. Benjamin RT for Decision Makers in Respiratory Care. RT Magazine (November 2007). Архивировано из первоисточника 5 октября 2012. Проверено 15 мая 2009.
  7. ↑ S.M. Moghini et al. (2005). «Nanomedicine: Current Status and Future Prospects». The FASEB Journal 19 (3). DOI:10.1096/fj.04-2747rev. PMID 15746175.
  8. ↑ I. Chopra (2007). «The Increasing Use of Silver-Based Products As Antimicrobial Agents: A Useful Development or a Cause for Concern?». Journal of Antimicrobial Chemotherapy 59. DOI:10.1093/jac/dkm006. PMID 17307768.
  9. ↑ Nanotechnology: Ultrafine Particle Research. Environmental Protection Agency (26 February 2008). Архивировано из первоисточника 5 октября 2012. Проверено 15 мая 2009.
  10. ↑ Int Panis, L, et al. (2010). «Exposure to particulate matter in traffic: A comparison of cyclists and car passengers». Atmospheric Environment 44: 2263–2270. DOI:10.1016/j.atmosenv.2010.04.028.
  11. ↑ I. Romieu et al. (2008). «Air Pollution, Oxidative Stress and Dietary Supplementation: A Review». European Respiratory Journal 31 (1). DOI:10.1183/09031936.00128106. PMID 18166596.
  12. ↑ J. Card et al. (2008). «Pulmonary Applications and Toxicity of Engineered Nanoparticles». American Journal of Physiology and Lung Cell Molecular Physiology 295 (3). DOI:10.1152/ajplung.00041.2008. PMID 18641236.
  13. ↑ L. Calderón-Garcidueñas et al. (2008). «Long-Term Air Pollution Exposure is Associated with Neuroinflammation, an Altered Innate Immune Response, Disruption of the Blood-Brain Barrier, Ultrafine Particulate Deposition, and Accumulation of Amyloid Β-42 and Α-Synuclein in Children and Young Adults». Toxicologic Pathology 36 (2). DOI:10.1177/0192623307313011. PMID 18349428.
  14. ↑ Jacobs, L (Oct 2010). «Subclinical responses in healthy cyclists briefly exposed to traffic-related air pollution». Environmental Health 9 (64). DOI:10.1186/1476-069X-9-64.
  15. ↑ A. Seaton (2006). «Nanotechnology and the Occupational Physician». Occupational Medicine 56 (5). DOI:10.1093/occmed/kql049. PMID 16868129.
  16. ↑ I. Krivoshto (2008). «The Toxicity of Diesel Exhaust: Implications for Primary Care». Journal of the American Board of Family Medicine 21 (1). DOI:10.3122/jabfm.2008.01.070139. PMID 18178703.
  17. ↑ C. Sayes et al. (2007). «Assessing Toxicity of Fine and Nanoparticles: Comparing in Vitro Measurements to in Vivo Pulmonary Toxicity Profiles». Toxicological Sciences 97 (1). DOI:10.1093/toxsci/kfm018. PMID 17301066.
  18. ↑ K. Dreher (2004). «Health and Environmental Impact of Nanotechnology: Toxicological Assessment of Manufactured Nanoparticles». Toxicological Sciences 77. DOI:10.1093/toxsci/kfh041. PMID 14756123.
  19. ↑ A. Nel et al. (2006). «Toxic Potential of Materials at the Nanolevel». Science 311 (5761). DOI:10.1126/science.1114397. PMID 16456071.
  20. ↑ T. Godish Indoor Environmental Quality. — CRC Press, 2001. — ISBN 1566704022
  21. ↑ S.S. Nadadur et al. (2007). «The Complexities of Air Pollution Regulation: the Need for an Integrated Research and Regulatory Perspective». Toxicological Sciences 100 (2): 318–27. DOI:10.1093/toxsci/kfm170. PMID 17609539.
  22. ↑ L.L. Bergoson Greenpeace Releases Activists' Guide to REACH, Which Addresses Nanomaterials: Nanotech Law blog of Bergeson & Campbell, P.C.. Nanotechnology Law Blog. Bergeson & Campbell, P.C. (12 September 2007). Архивировано из первоисточника 5 октября 2012. Проверено 19 марта 2008.
  23. ↑ W.G. Kreyling, M. Semmler-Behnke, W. Möller (2006). «Ultrafine particle-lung interactions: does size matter?». Journal of Aerosol Medicine 19 (1): 74–83. DOI:10.1089/jam.2006.19.74. PMID 16551218.
  24. ↑ M. Geiser et al. (2005). «Ultrafine Particles Cross Cellular Membranes by Nonphagocytic Mechanisms in Lungs and in Cultured Cells». Environmental Health Perspectives 113 (11): 1555–1560. DOI:10.1289/ehp.8006. PMID 16263511.
  25. ↑ O. Günter et al. (2005). «Nanotoxicology: An Emerging Discipline Evolving from Studies of Ultrafine Particles». Environmental Health Perspectives 113: 823–839. DOI:10.1289/ehp.7339. PMID 16002369.
  26. ↑ S. Radoslav et al. (2003). «Micellar Nanocontainers Distribute to Defined Cytoplasmic Organelles». Science 300 (5619): 615–618. DOI:10.1126/science.1078192. PMID 12714738.
  27. ↑ How Ultrafine Particles In Air Pollution May Cause Heart Disease. Science Daily (22 January 2008). Архивировано из первоисточника 5 октября 2012. Проверено 15 мая 2009.
  28. ↑ K. Teichman (1 February 2008). «Notice of Availability of the Nanomaterial Research Strategy External Review Draft and Expert Peer Review Meeting». Federal Register 73 (30): 8309. (недоступная ссылка)
  29. ↑ J.B. Skjaerseth, J. Wettestad Is EU Enlargement Bad for Environmental Policy? Confronting Gloomy Expectations with Evidence. International Environmental Agreements. Fridtjof Nansen Institute (2 March 2007). Архивировано из первоисточника 5 октября 2012. Проверено 19 марта 2008.

Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Полезное


Смотреть что такое "Ультрадисперсные частицы" в других словарях:

  • ГОСТ Р 54597-2011: Воздух рабочей зоны. Ультрадисперсные аэрозоли, аэрозоли наночастиц и наноструктурированных частиц. Определение характеристик и оценка воздействия при вдыхании — Терминология ГОСТ Р 54597 2011: Воздух рабочей зоны. Ультрадисперсные аэрозоли, аэрозоли наночастиц и наноструктурированных частиц. Определение характеристик и оценка воздействия при вдыхании оригинал документа: 2.4 агломерат (аэрозолей)… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • КЛАСТЕРЫ — (от англ, cluster, букв. пучок, рой, скопление), группы близко расположенных, тесно связанных друг с другом атомов, молекул, ионов, иногда ультрадисперсные частицы. На стыке ряда областей науки (неорг. и элементо орг. химии, катализа, коллоидной… …   Химическая энциклопедия

  • Рак лёгкого — Плоскоклеточный центральный рак лёгкого …   Википедия

  • наночастица — Термин наночастица Термин на английском nanoparticle Синонимы Аббревиатуры Связанные термины "умные" материалы, биосовместимые покрытия, гидротермальный синтез, двойной электрический слой, дисперсионно твердеющие сплавы, капсид, кластер …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Наночастица — (англ. nanoparticle) изолированный твёрдофазный объект, имеющий отчётливо выраженную границу с окружающей средой, размеры которого во всех трех измерениях составляют от 1 до 100 нм[1]. Описание Наночастицы один из наиболее общих терминов для …   Википедия

  • аэродинамический диаметр — 2.2 аэродинамический диаметр (aerodynamic diameter): Диаметр сферической частицы плотностью 1000 кг/м3, имеющей скорость осаждения такую же, как и рассматриваемая частица. Примечание Аэродинамический диаметр, связанный с инерционными свойствами… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • МАГНИТНЫЕ ЖИДКОСТИ — ультрадисперсные устойчивые коллоиды ферро или ферримагнитных однодо менных частиц, диспергированных в разл. жидкостях и совершающих интенсивное броуновское движение. Магнитная проницаемость ц таких коллоидов достигает 10, тогда как у обычных… …   Физическая энциклопедия

  • площадь поверхности, активная — 2.18 площадь поверхности, активная (surface area, active): Площадь поверхности частицы, непосредственно участвующая во взаимодействиях с окружающими молекулами газа. Примечание Площадь активной поверхности пропорциональна квадрату диаметра… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • частица — 3.2 частица: Твердый, жидкий или многофазный объект, в том числе микроорганизм, размерами до 200 мкм. Примечание В настоящем стандарте рассматривают твердые частицы размерами до 100 мкм. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Нанотехнология — (Nanotechnology) Содержание Содержание 1. Определения и терминология 2. : история возникновения и развития 3. Фундаментальные положения Сканирующая зондовая микроскопия Наноматериалы Наночастицы Самоорганизация наночастиц Проблема образования… …   Энциклопедия инвестора


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»