Пыль от автомобильных тормозов может быть более вредной, чем дизельные выхлопы, предполагает исследование

Загрязнение воздуха связано с примерно 7 миллионами преждевременных смертей в год по всему миру. Когда мы думаем о загрязнении воздуха в городах, выбросы дизельных выхлопных газов часто считаются основным виновником, и это справедливо, учитывая предыдущие исследования. Однако наше последнее исследование показывает, что пыль от тормозных колодок может быть более вредной для наших легких.

Пыль, образующаяся при износе дороги, шин и тормозов, известная как «неисчерпаемые выбросы», в настоящее время является основным типом выбросов от дорожного транспорта, превышая выбросы выхлопных газов во многих европейских странах. Из них основным источником часто является тормозная пыль, но она пока не регулируется. О потенциальных последствиях для здоровья тормозной пыли известно гораздо меньше по сравнению с пылью от дизельных выхлопов.

Мы вырастили клетки в лаборатории, чтобы имитировать слизистую оболочку легких, и подвергли эти клетки воздействию как тормозной пыли, так и пыли от дизельных выхлопов. Тормозная пыль оказалась значительно более вредной для этих клеток по различным показателям, связанным с заболеваниями легких, такими как рак и астма. Интересно, что мы обнаружили, что удаление меди из тормозной пыли снизило эти эффекты.

Несмотря на это, текущие автомобильные нормативы в Великобритании направлены только на выхлопные газы. Наши выводы указывают на срочную необходимость рассмотреть регулирование неисчерпаемых выбросов. Изменение состава тормозных колодок может быть одним из способов снижения потенциального воздействия этих выбросов на здоровье.

Ранее тормозные колодки содержали асбестовые волокна для борьбы с перегревом. Однако асбест был запрещен в Великобритании в 1999 году из-за связи с заболеваниями легких. Это привело к тому, что автомобильная промышленность разработала новые тормозные накладки, включая неасбестовые органические (НАО) накладки, широко используемые в автомобилях сегодня.

Мы сравнили вредность пыли от износа различных типов накладок. Как ни странно, мы обнаружили, что пыль от НАО-накладок, разработанных для замены асбестосодержащих накладок, была наиболее токсичной для клеток легких по сравнению не только с пылью от других типов накладок, но и с пылью от дизельных выхлопов. Некоторые эффекты на наши подвергнутые воздействию клетки связаны с такими заболеваниями, как рак легких, фиброз легких (рубцевание легких), астма и хроническая обструктивная болезнь легких.

Предыдущие исследования показали, что металлы в частицах загрязнения воздуха могут иметь токсические эффекты. Мы измерили содержание металлов в различных типах тормозной пыли и пыли от дизельных выхлопов. Искусственный интеллект определил высокое содержание меди как определяющую характеристику тормозной пыли от НАО-накладок.

Мы также обнаружили, что эта медь может проникать в подвергнутые воздействию клетки легких. Что самое интересное, когда мы обработали эту тормозную пыль химическим веществом для нейтрализации меди, ее токсические эффекты уменьшились. Это позволяет предположить, что медь вызывает по крайней мере некоторые из вредных свойств этой пыли.

Почти половина всей меди в воздухе, которым мы дышим, поступает от износа тормозов и шин. Различные исследования, проведенные другими исследовательскими группами, показали, что воздействие высоких концентраций меди связано с нарушением функции легких и общим риском смерти.

EVs не идеальны

Существует огромное количество доказательств того, что пыль, переносимая по воздуху, наносит вред нашему здоровью. К сожалению, хотя переход на электромобили (EVs) устранит выбросы выхлопных газов, которые включают токсичные газы, а также пыль, он не устранит пыль от износа дороги, шин и тормозов.

Исследования показывают, что электромобили, как правило, тяжелее и могут генерировать больше неисчерпаемой пыли по сравнению с бензиновыми или дизельными автомобилями — этикетка с нулевым уровнем выбросов явно не соответствует действительности.

Некоторые электромобили оснащены системами рекуперативного торможения, которые позволяют двигателю работать как генератору, замедляя автомобиль. Однако электромобили по-прежнему оснащены фрикционными тормозными системами, которые помогают остановить автомобиль, поэтому они все равно генерируют тормозную пыль.

Предстоящие стандарты выбросов Евро-7, которые будут введены в ноябре 2026 года, установят ограничения на выбросы тормозной пыли, что может стимулировать инновации в разработке новых тормозных материалов или механизмов улавливания пыли. Они также могут уделить особое внимание снижению скорости движения и дизайну дорог, чтобы минимизировать частые остановки и агрессивный стиль вождения, которые увеличивают выбросы тормозной пыли.

Новые составы тормозных накладок могут снизить общий уровень выбросов пыли или быть разработаны таким образом, чтобы исключить токсичные компоненты, подобно тому, как это было сделано с асбестом. Примечательно, что в США, как в Калифорнии, так и в Вашингтоне, было принято законодательство о снижении содержания меди в тормозных колодках, хотя это было в основном в ответ на обеспокоенность по поводу попадания меди из тормозной пыли в водоемы, что влияет на водную флору и фауну.

Неисчерпаемые выбросы окружают нас, составляя около 60% всех частиц загрязнения воздуха, образующихся от транспортных средств в Великобритании. Важно признать, что не существует такого уровня воздействия загрязнителя воздуха, который был бы признан безопасным.

По мере перехода на электромобили наука и регулирование должны подходить к этим выбросам так же серьезно, как и к выбросам из выхлопной трубы.

Литература:
James G. H. Parkin et al, Copper-enriched automotive brake wear particles perturb human alveolar cellular homeostasis, Particle and Fibre Toxicology (2025). DOI: 10.1186/s12989-024-00617-2