Correlative SEM–Raman Microscopy of Inhalable Particles Sampled during Indoor Football on Artificial Turf with Crumb Rubber and Olive-Stone Infills
本研究利用相关性 SEM–Raman 显微技术证明，虽然在室内人工草坪中以橄榄石填充物替代废旧橡胶颗粒会通过引入生物气溶胶并增加颗粒物浓度来改变空气中颗粒物的组成，但并不能消除吸入暴露，从而强调了对可持续材料进行全面化学和生物特征表征的必要性。
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当我们想到体育馆内的空气时，脑海中浮现的往往是运动员的呼吸和鞋底踢起的尘土。我们很少考虑到他们脚下的地面。人工草坪——即覆盖许多室内足球场的人造草——是由一层被称为“填充物”的小颗粒固定住的。几十年来，标准的选择一直是碎橡胶，即回收轮胎的微小碎片。最近，随着人们对轮胎中化学物质的担忧日益增长，一些设施已转向使用由碎橄榄石和沙子制成的“更绿色”的替代品。但一个关键问题仍然存在：当球员在这些表面上奔跑和滑行时，究竟是什么成为了空气中的悬浮物？将基于轮胎的材料更换为植物基材料，是否会让空气更安全易于呼吸，还是仅仅改变了我们吸入的粉尘类型？这个问题处于材料科学与公共卫生的交汇点，关注的是那些可以深入肺部的微小颗粒。
一支研究小组通过观察挪威的两座室内足球馆在实际比赛期间的情况，试图回答这个问题。其中一个球场使用传统的碎橡胶，而另一个则使用碎橄榄石混合物。他们不仅仅是测量粉尘的总量，更想知道这些粉尘的具体成分。为此，他们在比赛进行时收集空气样本，然后使用了一套强大的显微技术组合。首先，他们对捕捉在滤器上的单个颗粒进行了高分辨率摄影。接着，利用一种称为拉曼光谱的技术，他们向这些相同的颗粒上照射激光以读取其化学指纹，从而识别出一个微粒是橡胶、石头、塑料还是其他物质。
结果显示，两种类型的地板在比赛过程中都会向空气中释放大量的颗粒，但这些空气的组成却大不相同。在采用橄榄石填充物的球场中，空气中充满了直接源自石头本身的颗粒。研究发现，这些石颗粒存在于室内，但在室外空气中并不存在，这证明它们来自人造草坪。令人惊讶的是，该球场的粉尘总质量远高于橡胶球场。研究人员还发现，橄lı 橄榄石的有机特性导致了真菌在其上生长。他们在橄榄石球场的空气中发现了两种霉菌——曲霉属（Aspergillus）和青霉属（Penicillium）的孢子。这些生物颗粒在橡胶填充的球场中并未被发现，这表明这种“天然”材料引入了一种新的健康风险：吸入霉菌孢子的可能性。
在碎橡胶球场中，空气中含有橡胶颗粒，但研究人员在确定其来源方面面临挑战。因为草坪中的橡胶在化学性质上与附近道路上汽车轮胎磨损产生的橡胶完全相同，所以草坪产生的颗粒看起来与从城市飘入的污染颗粒一模一样。然而，数据表明，橡胶球场仍在释放属于它自己的橡胶粉尘，很可能与背景交通污染混合在一起。该球场的粉尘总量明显低于橄榄石球场，且空气中的生物污染物也少得多。
这项研究挑战了一个普遍的假设：即生物可降解的植物基材料本质上比合成材料更安全易于呼吸。研究结果表明，用碎橄榄石取代碎橡胶并不能消除颗粒暴露，而只是改变了危害的特征。在橄榄石球场，球员们吸入的是石粉，以及潜在的霉菌孢子，而不是橡胶粉尘。研究人员指出，橄榄石球场的整体可吸入粉尘浓度更高，达到了超过世界卫生组织关于颗粒物每日安全指南的水平。相比之下，橡胶球场的粉尘水平较低，尽管其中仍含有轮胎衍生颗粒。
最终，这项工作表明，在不了解空气中释放出的完整情况之前，就盲目更换另一种材料可能会导致意想不到的后果。这种“绿色”替代品引入了合成版本所没有的生物风险，而合成版本则带有与轮胎磨损相关的化学风险。研究人员得出结论，可持续替代品在未经对其化学和生物排放进行严格测试的情况下，不应被假定为更安全。在室内运动的背景下，球员脚下的地面不仅仅是一个比赛表面；它也是他们呼吸的空气的一个活跃来源，改变其成分也会改变空气本身。
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