Partículas ultrafinas

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  • por IQAir Staff Writers
3D render of an ultrafine particle

O que são partículas ultrafinas?

O termo partículas ultrafinas (UFPs) refere-se a partículas em suspensão no ar com um diâmetro inferior a 0,1 mícron (por vezes designadas PM0,1). Algumas UFPs medem tão pouco como 0,003 microns.

As UFPs são consideradas entre as partículas poluentes mais perigosas devido ao seu pequeno tamanho, o que lhes permite serem respiradas para os pulmões e passarem para a corrente sanguínea através dos pulmões.

Clique aqui para saber porque é que o tamanho das partículas é importante.

As UFPs estão entre as partículas mais perigosas devido ao seu pequeno tamanho, o que lhes permite serem respiradas para os pulmões e passarem para a corrente sanguínea.

O seu pequeno tamanho e comportamento à nanoescala torna as UFPs difíceis de monitorizar utilizando a atual tecnologia de monitorização da qualidade do ar. Este tamanho também faz com que os UFPs transportados pelo ar se movam através do ar de formas distintas das partículas finas como PM2.5 e PM1, movendo-se em padrões aleatórios mais semelhantes aos gases do que a outras partículas.

Ao contrário das PM2.5 e de outras partículas, não existem normas oficiais para medir ou regular as PUFs transportadas pelo ar, embora as estimativas sugiram que mais de 90% das partículas transportadas pelo ar num determinado momento sejam PUFs.1

Apesar da falta de regulamentação, a investigação tem sugerido cada vez mais que as PUF existem frequentemente em concentrações muito mais elevadas do que outras partículas poluentes e podem estar associadas a uma gama ainda mais vasta de efeitos adversos para a saúde do que as partículas finas ou grossas como PM1, PM2.5 ou PM10.



Quais são as fontes de partículas ultrafinas?

As partículas ultrafinas são mais frequentemente emitidas através da combustão de fontes naturais ou humanas. Pensa-se que a atividade humana é responsável pela maior parte das UFPs devido à prevalência de UFPs nas cidades, onde a industrialização global e o crescimento populacional tiveram o impacto mais notável na poluição atmosférica.2

Acredita-se que a atividade humana seja responsável pela maior parte dos UFPs devido à industrialização global e ao crescimento populacional.

Um estudo de 2019 na Environment International descobriu que as concentrações de UFP tendem a ser mais altas durante o dia em estreita correlação com as mudanças no tráfego de veículos e perto de estradas movimentadas, sugerindo ainda mais o impacto descomunal da atividade humana nas UFPs.3

Fontes naturais

As fontes naturais de UFPs incluem

  • lava e cinzas vulcânicas
  • fumo de incêndios florestais
  • aerossóis na névoa oceânica

Devido à natureza temporária destas fontes, os UFPs provenientes de vulcões e fontes oceânicas não são considerados particularmente problemáticos. As correntes de vento globais dispersam rapidamente estes UFPs em baixas concentrações que representam pouca ameaça para a saúde humana, com exceção das grandes erupções vulcânicas, cujo fumo pode viajar milhares de quilómetros.4

Os UFPs na fumaça de incêndios florestais, no entanto, ganharam atenção devido aos incêndios florestais mais frequentes e graves nos últimos anos. Um estudo de 2021, publicado na revista Particle and Fibre Toxicology , concluiu que mesmo a exposição a curto prazo a UFPs no fumo de incêndios florestais pode aumentar significativamente os riscos de doenças respiratórias e cardiovasculares.5

Mesmo a exposição de curto prazo a UFPs no fumo de incêndios florestais pode aumentar significativamente os riscos de doenças cardíacas e pulmonares.

Fontes humanas

As fontes humanas mais comuns de UFPs incluem

  • escape de veículos
  • escape de gasóleo
  • emissões de gás natural e de biocombustíveis6
  • emissões de aviões
  • emissões de fábricas e indústrias
  • emissões de centrais eléctricas
  • queima de lixo
  • cigarros, charutos e vaporizadores7
  • cozedura em interiores8
  • queimaduras controladas
  • aspiração em interiores9
  • bactérias
  • vírus
  • utilização de máquinas de escritório como impressoras e fotocopiadoras

As fontes humanas de UFPs, como os veículos e a indústria, podem representar grandes riscos para a saúde porque emitem novas partículas durante longos períodos de tempo, uma vez que o tráfego de veículos e a atividade industrial ocorrem continuamente em todo o mundo.

Além disso, muitas fontes humanas de UFPs são mais prevalecentes em grandes áreas urbanas, representando perigos significativos para os 4,4 mil milhões de pessoas que vivem atualmente nas cidades (aproximadamente 55% de um número estimado de 8 mil milhões de pessoas).10,11

Muitas fontes humanas de UFPs são mais prevalecentes nas grandes áreas urbanas, representando um perigo significativo para os 4,4 mil milhões de pessoas que vivem atualmente nas cidades.

Como é que as partículas ultrafinas afectam a nossa saúde?

O impacto total das PUF na saúde ainda está a ser investigado para diferenciar os perigos específicos das PUF em comparação com outros tipos de poluição atmosférica.

No entanto, é amplamente indiscutível que as PUF causam stress oxidativo nos tecidos de todo o corpo, o que pode causar danos sistémicos, penetrando profundamente no tecido pulmonar, na corrente sanguínea, no cérebro e em quase todos os outros órgãos.12

Os UFP causam danos sistémicos, penetrando profundamente no tecido pulmonar, na corrente sanguínea, no cérebro e em quase todos os outros órgãos.

Um artigo de revisão de 2020 publicado na Experimental and Molecular Medicine encontrou provas substanciais de que a exposição aos UFP aumenta o risco de:13

  • inflamação pulmonar
  • tensão arterial elevada
  • doença cardíaca isquémica
  • aterosclerose (acumulação de placas ou "endurecimento" das artérias)
  • ataques cardíacos
  • insuficiência cardíaca
  • tosse crónica
  • lesões nervosas
  • lesões cerebrais
  • perda da função cognitiva
  • problemas digestivos
  • diabetes
  • aumento do risco de muitos cancros
  • danos na pele

As partículas ultrafinas podem afetar a qualidade do ar interior?

Tal como outras partículas poluentes, as UFP no ar exterior podem entrar nos espaços interiores através de fissuras e fugas nos edifícios, bem como através de janelas, portas e outras aberturas na envolvente de uma casa ou edifício.

Isso pode ser especialmente problemático para casas mais antigas ou mal construídas durante períodos de altas concentrações de UFP, como incêndios florestais ou erupções vulcânicas.

Um estudo realizado em 2019 no estado norte-americano do Colorado concluiu que as concentrações de partículas em interiores podem ser até 4,6 vezes superiores às concentrações exteriores na ausência de fontes de ventilação natural, como o vento.14

As UFP provenientes de fontes interiores, como cozinhas ou queima de combustível de biomassa, também podem acumular-se em concentrações perigosamente elevadas, especialmente em casas herméticas e energeticamente eficientes, e acarretam um risco de efeitos adicionais para a saúde.

Um artigo de revisão de 2007 publicado na revista Indoor Air concluiu que a exposição a níveis elevados de UFPs de interior durante A exposição a altos níveis de UFPs durante a infância pode causar danos pulmonares e inflamação que aumentam o risco de uma criança desenvolver asma ao longo da vida.15

A exposição a níveis elevados de UFPs durante a infância pode causar danos nos pulmões e inflamação que aumentam o risco de uma criança desenvolver asma ao longo da vida.

Dicas para reduzir as partículas ultrafinas

Aqui estão algumas acções que os indivíduos e as organizações podem tomar para ajudar a reduzir as UFPs

:
  • Escolher opções de deslocação que ajudem a reduzir o tráfego de veículos, como andar a pé, de bicicleta, de transportes públicos ou partilhar boleias.
  • Comprar um veículo elétrico ou movido a hidrogénio para substituir os veículos pessoais com motores de combustão.
  • Instalar sistemas de energia solar em casa ou no local de trabalho para ajudar a reduzir a pressão sobre a rede eléctrica.
  • Substituir as frotas movidas a gasóleo por veículos de transporte eléctricos ou eficientes em termos de combustível.
  • Reduzir ou evitar qualquer tipo de queima em interiores, incluindo velas perfumadas e lenha em lareiras.
  • Utilizar um exaustor de cozinha para ajudar a reduzir as partículas poluentes, bem como outros poluentes de fumo e gás, depois de cozinhar.
  • Limitar a aspiração de interiores a uma vez por semana ou sempre que necessário, ou utilizar um aspirador com um filtro HEPA.
  • Reduzir ou deixar de fumar cigarros, charutos ou produtos vaporizadores.

As partículas ultrafinas devem ser regulamentadas?

Até que as UFP sejam sujeitas a novas normas e regulamentos, pouco pode ser feito para impor o controlo das emissões de UFP pelos principais contribuintes, como fábricas, instalações de produção e fabricantes de automóveis cujos veículos produzem gases de escape cheios de UFP.

Algumas organizações realizaram estudos independentes sobre as emissões regionais de UFP para compreender melhor as fontes, os padrões e os efeitos na saúde dos UFP e contribuir para a futura tecnologia de monitorização e regulamentação.

Em 2014, o Distrito de Gestão da Qualidade do Ar da Área da Baía (BAAQMD) concluiu um estudo sobre as UFPs na Área da Baía de São Francisco, nos EUA, onde vivem quase 8 milhões de pessoas.16

O relatório indica que mesmo um pequeno aumento nas UFPs poderia aumentar as hospitalizações por problemas cardíacos e pulmonares em quase 20% e aumentar o risco de morte por esses problemas em mais de 2%. Este relatório sugere os elevados riscos envolvidos na regulamentação e redução dos PFU.

Um relatório sobre a área da Baía de São Francisco concluiu que mesmo um pequeno aumento dos UFP poderia aumentar as hospitalizações por problemas cardíacos e pulmonares em quase 20%.

Um relatório de 2016 publicado pela Academia Americana de Alergia, Asma e Imunologia também concluiu que os danos notáveis que os UFPs causam ao corpo, incluindo danos ao DNA e aumento do risco de sensibilização a alergias, justificavam uma atenção especial à regulamentação.17

Um workshop da Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) de 2016 também concluiu que o investimento dos fabricantes de automóveis dos EUA no monitoramento de UFP poderia ajudar a isolar melhor os mecanismos do motor de combustão que levam às emissões de UFP, abrindo caminho para tecnologias mais eficientes que reduzem totalmente as emissões de UFP.18

Algum progresso foi feito na capacidade de monitorar UFPs.

Um estudo de 2021 na revista Science of the Total Environment sugere a utilização de A amostragem por ciclone para medir os UFPs.19 Utilizandoforças centrífugas para separar os UFPs de outras matérias transportadas pelo ar, a amostragem por ciclone tem sido bem sucedida na medição de bioaerossóis contendo partículas virais como o coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-2).

Mas com melhorias na eficácia, a amostragem por ciclone pode ser capaz de medir outros UFPs de forma rápida e precisa, ao mesmo tempo que revela as nuances da exposição.

Usando a amostragem por ciclone, um estudo de 2020 na China urbana descobriu que a exposição a UFP varia ao longo do dia (0,13 μg / m3 a 240,8 μg/ m3) e é mais alta durante os deslocamentos.

Um estudo de 2020 que envolveu estudantes do ensino secundário na China urbana utilizou esta técnica de amostragem de ciclones para sugerir dois padrões-chave na exposição pessoal a UFP:20

  • A exposição aos UFP pode variar amplamente ao longo do dia, de 0,13 microgramas por metro cúbico (μg/m3) a 240,8 μg/m3. As concentrações mais elevadas de UFP foram encontradas maioritariamente em espaços interiores, especialmente em hospitais, cozinhas domésticas ou quartos a menos de 10 metros (32,8 pés) de uma estrada.
  • A exposição aos UFP é mais elevada durante as deslocações pendulares. Os estudantes participantes enfrentaram concentrações muito mais elevadas de UFP durante o trajeto de casa para a escola ou quando saíam das instalações da escola para as refeições do que em qualquer outra altura do dia.

A realização de mais estudos como este pode ajudar a direcionar a regulamentação para as fontes mais significativas de UFP dentro e fora de casa, tais como áreas de cozinha ou estradas movimentadas, e ajudar a proteger aqueles que viajam frequentemente entre espaços interiores e exteriores afectados por UFP.

Os UFP estão entre os poluentes atmosféricos mais perigosos e prevalecentes, com uma grande variedade de efeitos notórios na saúde. No entanto, não existem normas regulamentares para controlar as emissões de UFP.

Muitas organizações científicas e de saúde apelam cada vez mais ao investimento em investigação que melhore a compreensão de como medir, regular e reduzir os UFP para evitar os seus sinistros efeitos na saúde.21

Tanto os indivíduos como as organizações podem tomar medidas para ajudar a reduzir e prevenir totalmente as emissões de UFP, alterando os comportamentos relacionados com o transporte, a utilização de energia e os hábitos de vida diários.

Recursos do artigo

[1] Kwon H, et al. (2020). Ultrafine particles: Unique physicochemical properties relevant to health and disease. Experimental and Molecular Medicine. DOI: 10.1038/s12276-020-0405-1

[2] Kumar P, et al. (2014). Ultrafine particles in cities. Environment International. DOI: 10.1016/j.envint.2014.01.013

[3] de Jesus AL, et al. (2019). Ultrafine particles and PM2.5 in the air of cities around the world: Are they representative of each other? Environment International. DOI: 10.1016/j.envint.2019.05.021

[4] Trejos EM, et al. (2021). Volcanic emissions and atmospheric pollution: A study of nanoparticles. Geoscience Frontiers. DOI: 10.1016/j.gsf.2020.08.013

[5] Chen H, et al. (2021). Cardiovascular health impacts of wildfire smoke exposure. Particle and Fibre Toxicology. DOI: 10.1186/s12989-020-00394-8

[6] Xue J, et al. (2018). Ultrafine particle emissions from natural gas, biogas, and biomethane combustion. Environmental Science and Technology. DOI: 10.1021/acs.est.8b04170

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[8] Shen G, et al. (2017). A laboratory comparison of emission factors, number size distributions, and morphology of ultrafine particles from 11 different household cookstove-fuel systems. Environmental Science and Technology. DOI: 10.1021/acs.est.6b05928

[9] Knibbs LD ,et al. (2012). Vacuum cleaner emissions as a source of indoor exposure to airborne particles and bacteria. Environmental Science and Technology. DOI: 10.1021/es202946w

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[13] Schraufnagel DE. (2020). The health effects of ultrafine particles. Experimental and Molecular Medicine. DOI: 10.1038/s12276-020-0403-3

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[18] Baldauf RW, et al. (2016). Ultrafine particle metrics and research considerations: Review of the 2015 UFP workshop. International Journal of Environmental Research and Public Health. DOI: 10.3390/ijerph13111054

[19] Kumar P, et al. (2021). An overview of methods of fine and ultrafine particle collection for physicochemical characterisation and toxicity assessments. Science of the Total Environment. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.143553

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[21] Brugge D. (2019). Ultrafine particles are an emerging environmental health risk. Union of Concerned Scientists. 

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