Je dobře známo, že částice PM2,5 ve vzduchu mohou představovat zdravotní riziko
Z předchozích studií je známo, ževolné radikály se tvoří v lidském těle, když se částice rozpouštějí v povrchové tekutině dýchacího traktu. Částice obvykle obsahují chemické složky, jako jsou kovy, jako je měď a železo, a také určité organické sloučeniny. Vyměňují atomy kyslíku s jinými molekulami za vzniku vysoce reaktivních sloučenin, jako je peroxid vodíku (H2O2), hydroxyl (HO) a hydroperoxyl (HO2), které způsobují takzvaný oxidační stres. Napadají například nenasycené mastné kyseliny v těle, které již nemohou sloužit jako stavební kameny pro buňky. Lékaři označují takové procesy jako zápal plic, astma a jiná onemocnění dýchacích cest. Lze vyprovokovat i rakovinu, protože volné radikály mohou také poškodit DNA genetického materiálu.
Díky jasnému rentgenovému světlu zPomocí švýcarského světelného zdroje SLS byli vědci schopni nejen prohlížet takové částice jednotlivě s rozlišením menším než jeden mikrometr, ale dokonce se podívali dovnitř částic, zatímco v nich probíhaly reakce. K tomu také použili nový typ článku, který dokáže simulovat širokou škálu atmosférických podmínek prostředí. Dokáže přesně regulovat teplotu, vlhkost a působení plynů a má ultrafialový LED zdroj světla, který nahrazuje sluneční záření.
Vědci studovali částice obsahujícíorganické složky a železo. Železo pochází z přírodních zdrojů, jako je pouštní prach a sopečný popel, ale také se vyskytuje v emisích z průmyslu a dopravy. Organické složky pocházejí z přírodních i antropogenních zdrojů. V atmosféře se tyto složky spojují a vytvářejí komplexy železa, které pak při vystavení slunečnímu záření reagují na takzvané radikály. Oni zase váží veškerý dostupný kyslík a vytvářejí tak volné radikály.
Většinou v mokrém dni jsou volné.radikály difundují z částic do vzduchu. V tomto případě již nehrozí žádné další nebezpečí, pokud vdechneme částice, které obsahují méně volných radikálů. V suchém dni se však tyto radikály hromadí uvnitř částic a během několika sekund spotřebují veškerý dostupný kyslík. A to je způsobeno viskozitou: pevné látky mohou být pevné, jako kámen, nebo kapalné, jako voda, ale v závislosti na teplotě a vlhkosti mohou být také polotekuté.
Alarmující je především to, že nejvyššíKoncentrace volných radikálů vznikají v důsledku interakce železa a organických sloučenin v každodenních povětrnostních podmínkách: v průměru pod 60 % a teplotách kolem 20 stupňů Celsia, což je typické i pro vnitřní prostředí.
„Dříve se myslelo, že volné radikályvznikají ve vzduchu, pokud vůbec, když malé prachové částice obsahují relativně vzácné sloučeniny, jako jsou chinony. Jde o oxidované fenoly, které jsou přítomny například v pigmentech rostlin a hub. Nedávno se ukázalo, že existuje mnoho dalších zdrojů volných radikálů v částicích. Jak jsme nyní zjistili, tyto známé radikálové zdroje mohou být značně zesíleny za zcela normálních každodenních podmínek. Asi jedna z 20 částic je organická a obsahuje železo.“
Peter Aaron Alpert, výzkumník PSI z Paul Scherrer Institute
Pravděpodobně budou stejné fotochemické reakcemísto v jiných malých prachových částicích. Vědci mají podezření, že téměř všechny suspendované částice ve vzduchu tímto způsobem tvoří další radikály. Pokud to potvrdí další výzkum, pak vědci naléhavě potřebují přizpůsobit modely a kritické hodnoty pro kvalitu ovzduší. Toto zjištění může být dalším faktorem, který může pomoci vysvětlit, proč se u tolik lidí bez konkrétního důvodu vyvine respirační onemocnění nebo rakovina.
Volné radikály jeden majíPozitivní je, že studie také naznačuje, že napadají bakterie, viry a jiné patogeny přítomné v aerosolech a činí je neškodnými. Tento odkaz může vysvětlit, proč má virus SARS-CoV-2 nejkratší dobu přežití ve vzduchu při pokojové teplotě a mírné vlhkosti.
Přečtěte si také:
Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?
Poslechněte si rover NASA Perseverance pohybující se po Marsu.
Lidé vydrží velmi nízké teploty i bez zdrojů tepla.