Las calderas y estufas de combustión de biomasa se utilizan ampliamente en muchas partes del mundo y producen emisiones de combustión relacionadas con riesgos para la salud. Se recogieron nanopartículas (NPs) de emisiones de combustión de cuatro calderas de leña representativas que utilizaban madera de roble en momentos específicos del ciclo de combustión. La morfología y composición de las NP se caracterizó mediante microscopía electrónica de transmisión y análisis de rayos X por dispersión de energía. Para determinar el grado de citotoxicidad de las NP con el tejido pulmonar humano, se introdujeron las NPs de combustión en monocapas epiteliales bronquiales pulmonares incubadas (NCI-H292) in vitro a dosis de 0,1 × 10-6 y 3,0 × 10-6 kg/L durante 2 y 4 h. El análisis histoquímico mostró que la muerte celular aumentaba en un factor de 3,5 para ambas dosis después de 4 h en comparación con el control. También se introdujeron NPs ultrapuras preparadas por métodos de química húmeda en las células pulmonares epiteliales para dosis y tiempos de exposición similares y los cultivos mostraron una reducción significativa de la mortalidad. Se utilizó la microscopía electrónica para estudiar el mecanismo de mortalidad celular de las NPs sintetizadas y las basadas en combustión, examinando cómo interactuaban los subproductos de las NP con los orgánulos celulares individuales. Se observó que la supervivencia celular estaba fuertemente correlacionada con la ausencia de contaminantes (sales, metales pesados, hidrocarburos poli aromáticos) asociados a las NP que entraban en las células. Las NPs sintetizadas compuestas de carbono puro se toleraron relativamente bien y pudieron excretarse sin dañar la ultraestructura celular. Así pues, la eliminación cuidadosa de contaminantes extraños mediante el control del ciclo de combustión con un catalizador es esencial para minimizar los efectos sobre la salud y el medio ambiente de la combustión de biocombustible de madera. En mejores palabras, las calderas y estufas de leña de tecnología avanzada optimizada pueden proporcionar una fuente de energía neutra en emisiones de CO2 y contribuir significativamente a un futuro en el que los combustibles fósiles tengan un papel reducido.
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