11.7.5.3 Vulkáni Hamu
VA robbanásszerűen tört ki a vulkán általában álló keverék, habkő/üvegszilánkok (lényegében leállítjuk a magma), töredékek idősebb sziklák a vulkán, valamint a változó arányban kristályok vagy kristály töredékek különböző szilikátok, valamint más, kevésbé bőséges ásványi típusok. Ábra 1 (a) mutatja A poros körülmények Homer, Alaszka, által létrehozott ashfall a 4 április 2009 kitörés Mt. Redoubt körülbelül 105 km-re van.,
a VA-val szembeni expozícióból származó akut légzőszervi egészségügyi hatásokat figyeltek meg, mint például asztma, légúti irritáció és lehetséges kapcsolódó cardiopulmonalis problémák. Ezek részben a légutak bronchioláris vagy alveoláris részeibe mélyen belélegezhető, magas levegőben lévő vagy felkuszpendált hamuszemcsék expozíciójából adódnak (< 2,5-10 µm)., Mint a hamufelhő egyetlen kitörés mozog a hátszél, a durvább, akik a nehezebb részecskék hajlamosak rendezni, így a részét ash részecskék a legkisebb méret tartományok általában növeli jelentősen, mint azok a durvább mérettartományba, de csökkenti a teljes tömeg (2.Ábra). A hamu részecskeméret-eloszlása a kitörés típusának és dinamikájának függvényében is változhat, még ugyanazon vulkán különböző kitörésein is., Amint azt Horwell and Baxter (2006) megjegyezte, a hamuszemcsék erősen hajlamosak a csomózásra, ezért valószínű, hogy a ténylegesen belélegzett hamuszemcsék aránya sokkal kisebb lehet, mint a vizes hamu szuszpenzió lézeres elemzésével talált mennyiségek. A csapadék megváltoztathatja az állandó hamu lerakódások részecskeméret-eloszlását, talán szelektíven eltávolítva a finomabb frakciót a lefolyáson keresztül (2.ábra).
2.ábra., Ez a telek mutatja a részecskeméret-eloszlást (a Malvern Mastersizer lézerrel meghatározva) a hamutartalékokból az 18 május 1980 Mt – ből. St. Helens kitörés, Washington állam, Egyesült Államok, gyűjtött fokozatosan nagyobb távolságokat hátszél a vulkán. A fiziológiai jelentőségű hozzávetőleges felső mérethatárok szintén megjelennek a telken.
a hamu részecskék morfológiája szintén szerepet játszhat a légutak irritációjában., Például az üvegszilánkok és a törött kristályok éles szélei (3.ábra) a légutakat és a szemeket bélelő szövetek kopását okozhatják.
3.ábra. A Modern pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) képelemző szoftver olyan eszközt biztosít, amely viszonylag gyorsan felméri az egyes ásványi anyagok mennyiségét egy DM mintában. Ez SEM kép egy elem térkép hamu a 2010 kitörés Mount Merapi vulkán, Indonézia., A körök kiemelik azokat a fázisokat, ahol a szilícium-dioxid a magányos alkotóelem (magenta), és azt mutatják, hogy a csak szilícium-dioxid szemcsék közül sok nagyobb, mint 15-25 µm átmérőjű, és más ásványi szemcsékhez kapcsolódik. A képalkotó szoftver lehetővé teszi a mintában csak szilícium-dioxid-fázisok areális százalékának kiszámítását, ebben az esetben a szemek körülbelül 2% – át. Az elemzést Heather Lowers, USGS végezte.,
a VA-ban a belélegezhető kristályos szilícium-dioxid potenciális toxicitása egy ideje aggodalomra ad okot légzőszervi egészségügyi szempontból (Horwell and Baxter, 2006; Horwell et al., 2010)., A számos részletes epidemiológiai vagy toxikológiai vizsgálatok konkrét VA korlátozott, valamint az volna, hogy az a dátum, VA-kitett populációk nem feltétlenül perdöntő kockázatra vonatkozó fejlesztési silicosis, nem specifikus tüdőbetegséggel, vagy más tüdő betegségek (pl. tüdőrák, vagy a krónikus obstruktív tüdőbetegség), hogy több, gyakran kapcsolódik a munkahelyi expozíció magas szinten viszonylag tiszta kristályos szilícium-dioxid (Horwell Baxter, 2006)., A kristályos szilícium-dioxid különféle kristályos szilícium-dioxidjai a vulkáni kupolák összeomlásából eredő kitörések hamujában a leggyakoribbak (Horwell and Baxter, 2006). A cristobalit kezdetben a vulkáni gázok közvetlen lerakódásával alakul ki a kupola töréseiben. Cristobalite azonosítás va via XRD igényel speciális előkezelés a hamu miatt XRD csúcs átfedés kalcic plagioclase (Horwell et al., 2010)., Azonban viszonylag új módszerei elem feltérképezése, elemzés használata SEM nyújt, viszonylag gyors megjelölése a részét a tiszta szilícium-dioxid fázisok mellett a legfontosabb információkat az események méret megoszlása telepedett ash minták (3.Ábra). Fontos megjegyezni, hogy a kristályos szilícium-dioxid potenciális toxicitása csökken, mivel azt más alumínium-szilikát ásványok hígítják, és ilyen enyhítő hatás egyértelműen előfordulhat a VA-val, tekintettel más szilikát ásványi anyagok és üveg bőségére (Horwell and Baxter, 2006; Plumlee and Ziegler, 2007).,
Fluorosis a haszonállat, vadon élő állatok, s még ritkábban, az emberek is egy fontos egészségügyi problémát egy geológiailag kedvező vulkánok, ahol a magmas vagy kitörés folyamatok vezetnek viszonylag fluor-gazdag hamu, mint például a 2010-es Eyjafjallajökull, illetve egyéb Izlandi vulkán kitörések; kis 2008-09 Halema’uma ‘ u kráterben kitörések, Kilauea vulkán, Hawaii; 1995-96 Ruapehu kitörések, Új-Zéland; valamint 2007 Oldoinyo Lengai kitörés, Tanzánia., A fluorid szulfáttal, kloriddal, savval és néhány nyomelemes fémmel együtt viszonylag oldható sókban köthető VA-ban, vagy lazán szorozva va részecske felületekre (Witham et al., 2005). A legtöbb VA, ezek a sók, vagy sorbed fajok viszonylag kis része a teljes hamu (szemben a nagy mennyiségű üveg, ásványi részecskék), majd eredménye kölcsönhatások ash részecskék a levegőben, majd a gáznemű összetevők (beleértve a savas gázok) a vulkáni kitörés (Witham et al., 2005)., Abban az esetben, ha a legtöbb VA a fluorid-gazdag rendszerek, a fluorid viszonylag bőséges vízzel oldható – vagy a fluorid kiszivárgott a felszíni vízkészletek felhasznált vagy a bioaccessible fluorid solubilized ash-től, hogy az elfogyasztott együtt takarmány, a legeltetés élővilág vagy az állattenyésztés. Az ilyen hamukitörések esetén a vízben oldódó fluorid jelenlétét könnyen kimutatják olyan vízszivárgási tesztek, mint például az USGS Field Leach teszt (Hageman, 2007b)., A Ruapehu esetében a vízcseppvizsgálatok nem mutattak jelentős mennyiségű vízben oldódó fluoridot, de a kitörést követően több ezer juh halt meg fluorózisban. Cronin et al. (2003) arra a következtetésre jutott, hogy egyes Ruapehu-kitörések phreatomagmatikus jellege kalcium-és alumínium-fluoridok/foszfátfázisok képződéséhez vezetett a hamuban, amelyek vízben takarékosan oldódnak, de sokkal jobban oldódnak a legeltetett állatok emésztőrendszerében. Morman and Plumlee (2010) and Caulkins et al., (2010) alkalmazott gyomor IVBAs annak vizsgálatára, hogy az ilyen vizsgálatok jobban megjósolni potenciális fluorózis veszélyek keresztül véletlen va lenyelés.
az USGS terepi Leach teszt eredményei szárazon lerakódott hamutartalmakon, amelyeket később nem esett (Hageman, 2007b; Wang et al., 2010) arra utalnak, hogy a legtöbb VA-tól rövid távú savas, anionos és néhány fém esővízbe vagy felszíni vizekbe történő öblítésére kell számítani., A jelentős vízzel járó phreatomagmatikus kitörésekből származó vagy azokból származó hamu lényegesen magasabb pH-értékű leachátot eredményez, magas Nagy kationokkal és alacsonyabb nyomelemekkel (Wang et al., 2010) az oldható komponensek előzetes kipirulása és a leachátoldatok és a hamuszemcsék közötti kémiai reakciók nagyobb ideje miatt. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a csapadékkal való kölcsönhatások következtében a sav és a fémek hamutól való felszabadulásának lehetősége idővel jelentősen csökken.,
ezzel szemben a szilikát -, üveg-uralta ash a legtöbb kitörések, ash egy sor viszonylag kis kitörések a 2008-09 a Halema’uma ‘ u csúcs kráter, Kīlauea vulkán, Hawaii-on foglalt aránya magas a kalcium-szulfátok, komplex fázis tartalmazó, vas, klorid, szulfát -, alumínium -, foszfát -, valamint az egyéb elemek, amelyek alakult, mint a közvetlen kicsapódik a gázok áramlása a törési felületek fal sziklák a felszín közelében a kráter., A fal szikláinak a kráterbe való összeomlása akadályozta a gázáramlást, ami a csapadékban gazdag anyag túlnyomásához és esetleges robbanásszerű felszabadulásához vezetett (Houghton et al., 2011). Mivel a magas aránya, ezen kicsapódik a kilövellési, víz leachates a Halema’uma ‘ u ash minták vagy a savas, illetve a legmagasabb koncentrációban oldható fluorid különböző fém tartalma, ami tudjuk mérni, a USGS Mező Leach Teszt.,
A Tanzániai Oldoinyo Lengai vulkánból származó VA meglehetősen egzotikus a magmák natrokarbonatitikus, szén-dioxidban gazdag természete miatt (Mitchell and Dawson, 2007). A rengeteg szokatlan karbonát fázisok termel a legmagasabb pH leachates bármely VA, hogy elemeztük. Mind a víz, mind a gyomor leachátok rendkívül nagy koncentrációban tartalmaznak fluoridot és egzotikus elemeket (a VA leachátok esetében), például molibdént, arzént és vanádiumot., Az eredmények alapján kiszámítható fluorózis évek óta jól ismert a régió vulkáni kőzeteinek fluorban gazdag jellege miatt. Az eredmények azonban más, kevésbé ismert elemekből származó toxicitás lehetőségét is felvetik. Például az oldható molibdénszint a tíz ppm-ben azt sugallja, hogy a molibdenózis olyan állatokban, amelyek hamu által érintett területeken vagy összetételileg hasonló vulkáni kőzetekben legelnek, valószínű aggodalomra adhat okot.,
a figyelem csak viszonylag nemrégiben összpontosított a Ros generációnak a respired va-ból felszabaduló fémek által okozott lehetséges egészségügyi hatásaira. Horwell et al. (2003) megállapította, hogy a Soufrière Hills vulkánból származó hamu nagy felületi reakcióképességgel rendelkezik, és magas szintű ROS-t generál, amit a vas vasnak a hamutól való felszabadulásának tulajdonítottak. Újabban, Horwell et al. (2007) megállapította, hogy a bazaltos hamu lényegesen radikálisabb fajokat generál az acelluláris laboratóriumi kísérletekben, mint a szilíciumos hamu, ismét posztulálva a vas felszabadulásából., A vas-szulfidok, amelyekről laboratóriumi kísérletekben kimutatták, hogy magas ROS-szintet generálnak (Harrington and Schoonen, 2012), legfeljebb egy vagy két százalékos térfogatban vannak jelen a szilícium hamuban, amelyet számos vulkánból tanulmányoztunk. Nem világos, hogy ezek a szulfidok elég magas szinten vannak-e ahhoz, hogy jelentősen hozzájáruljanak a ROS generációhoz, ezért a VA toxicitása.
számos különböző vulkánból és kitörésből származó hamut IVBAs-t hajtottunk végre tüdőfolyadék-szimulánsok és szérumalapú folyadékok felhasználásával, mint kivonó folyadékok., Az eredmények arra utalnak, hogy a különböző redox-változó elemek, mint például a mangán, réz, cérium, és mások, lehet, hogy inkább bioakkumulálható respired hamu részecskék, sok hamu minták még inkább, mint a vas. További munkára van szükség annak megértéséhez, hogy ezek az elemek hozzájárulhatnak-e a ROS termeléséhez és a VA potenciális toxicitásához is.