On hyvin tunnettua, että ilmassa olevat PM2,5-hiukkaset voivat olla terveydelle vaarallisia
Aikaisemmista tutkimuksista tiedetäänVapaat radikaalit muodostuvat ihmiskehoon, kun hiukkaset liukenevat hengitysteiden pintanesteeseen. Hiukkaset sisältävät tyypillisesti kemiallisia aineosia, kuten metalleja, kuten kuparia ja rautaa, sekä tiettyjä orgaanisia yhdisteitä. Ne vaihtavat happiatomeja muiden molekyylien kanssa muodostaen erittäin reaktiivisia yhdisteitä, kuten vetyperoksidi (H2O2), hydroksyyli (HO) ja hydroperoksyyli (HO2), jotka aiheuttavat ns. Oksidatiivista stressiä. Esimerkiksi ne hyökkäävät elimistössä tyydyttymättömiä rasvahappoja, jotka eivät enää voi toimia rakennusaineina soluille. Lääkärit viittaavat sellaisiin prosesseihin kuin keuhkokuume, astma ja muut hengityselinten sairaudet. Jopa syöpä voidaan provosoida, koska vapaat radikaalit voivat myös vahingoittaa geneettisen materiaalin DNA: ta.
Kirkkaan röntgenvalon ansiostaSveitsiläisen SLS-valonlähteen avulla tutkijat pystyivät paitsi katsomaan tällaisia hiukkasia yksitellen alle yhden mikrometrin resoluutiolla, vaan jopa katsomaan hiukkasten sisään, kun niiden sisällä tapahtui reaktioita. Tätä varten he käyttivät myös uudentyyppistä kennoa, joka voi simuloida monenlaisia ilmakehän ympäristöolosuhteita. Se pystyy säätelemään tarkasti lämpötilaa, kosteutta ja kaasulle altistumista, ja siinä on ultravioletti-LED-valolähde, joka korvaa auringonsäteilyn.
Tutkijat ovat tutkineet hiukkasia, jotka sisältävätorgaaniset komponentit ja rauta. Rauta tulee luonnollisista lähteistä, kuten aavikkopölystä ja tulivuoren tuhkasta, mutta sitä löytyy myös teollisuuden ja kuljetusten päästöistä. Orgaaniset komponentit ovat peräisin sekä luonnollisista että antropogeenisista lähteistä. Ilmakehässä nämä komponentit yhdistyvät muodostaen rautakomplekseja, jotka sitten reagoivat ns. Radikaaleihin altistuessaan auringonvalolle. Ne puolestaan sitovat kaiken käytettävissä olevan hapen ja tuottavat siten vapaita radikaaleja.
Yleensä märkänä päivänä suurin osa on löysä.radikaalit diffundoituvat hiukkasista ilmaan. Tässä tapauksessa ei ole enää ylimääräistä vaaraa, jos hengitämme hiukkasia, jotka sisältävät vähemmän vapaita radikaaleja. Kuivana päivänä nämä radikaalit kertyvät hiukkasten sisään ja kuluttavat kaiken käytettävissä olevan hapen sekunneissa. Ja tämä johtuu viskositeetista: kiinteät aineet voivat olla kiinteitä, kuten kiveä, tai nestemäisiä, kuten vesi, mutta lämpötilasta ja kosteudesta riippuen ne voivat olla myös puoliksi nestemäisiä.
Erityisen huolestuttavaa on, että korkeinVapaiden radikaalien pitoisuudet muodostuvat raudan ja orgaanisten yhdisteiden vuorovaikutuksen seurauksena arjen sääolosuhteissa: keskimäärin alle 60 % ja lämpötiloissa noin 20 celsiusastetta, mikä on tyypillistä myös sisäympäristöille.
"Aiemmin ajateltiin, että vapaat radikaalitmuodostuu ilmaan, jos ollenkaan, kun pienet pölyhiukkaset sisältävät suhteellisen harvinaisia yhdisteitä, kuten kinoneja. Nämä ovat hapettuneita fenoleja, joita on esimerkiksi kasvien ja sienten pigmenteissä. Äskettäin on käynyt selväksi, että hiukkasissa on monia muita vapaiden radikaalien lähteitä. Kuten olemme nyt todenneet, näitä tunnettuja radikaalilähteitä voidaan parantaa suuresti täysin normaaleissa arkipäivän olosuhteissa. Noin yksi 20 hiukkasesta on orgaanista ja sisältää rautaa.
Peter Aaron Alpert, PSI-tutkija Paul Scherrer -instituutista
Todennäköisesti ovat samat fotokemialliset reaktiotsijoita muihin pieniin pölyhiukkasiin. Tutkijat epäilevät, että melkein kaikki ilmassa suspendoidut hiukkaset muodostavat tällä tavoin lisäradikaaleja. Jos tämä vahvistetaan lisätutkimuksilla, tutkijoiden on kiireellisesti mukautettava malleja ja kriittisiä arvoja ilmanlaadulle. Tämä havainto voi olla ylimääräinen tekijä, joka voi auttaa selittämään, miksi niin monelle ihmiselle kehittyy hengitystiesairaus tai syöpä ilman erityistä syytä.
Joka tapauksessa vapailla radikaaleilla on sellainenPositiivisella puolella tutkimus viittaa myös siihen, että ne hyökkäävät bakteereihin, viruksiin ja muihin aerosoleissa esiintyviin patogeeneihin ja tekevät niistä vaarattomia. Tämä linkki voi selittää, miksi SARS-CoV-2-viruksella on lyhyin eloonjäämisaika ilmassa huoneenlämmössä ja kohtalaisessa kosteudessa.
Lue myös:
Fyysikot ovat luoneet analogin mustasta aukosta ja vahvistaneet Hawkingin teorian. Minne se johtaa?
Kuule NASA: n Perseverance-kuljettaja liikkuvan Marsin poikki.
Ihmiset kestävät hyvin alhaisia lämpötiloja myös ilman lämmönlähteitä.