ידוע היטב שחומר חלקיקי PM2.5 הנישא באוויר עלול להוות סכנה בריאותית
ממחקרים קודמים ידוע שרדיקלים חופשיים נוצרים בגוף האדם כאשר חלקיקים מתמוססים בנוזל השטח של דרכי הנשימה. חומר חלקיקי מכיל בדרך כלל מרכיבים כימיים כגון מתכות כגון נחושת וברזל, כמו גם תרכובות אורגניות מסוימות. הם מחליפים אטומי חמצן עם מולקולות אחרות ליצירת תרכובות בעלות תגובתיות גבוהה כמו מי חמצן (H2O2), הידרוקסיל (HO) והידרופרוקסיל (HO2), הגורמים למה שמכונה מתח חמצוני. לדוגמא, הם תוקפים בגוף חומצות שומן בלתי רוויות אשר אינן יכולות לשמש עוד אבני בניין לתאים. רופאים מתייחסים לתהליכים כמו דלקת ריאות, אסתמה ומחלות נשימה אחרות. אפילו סרטן יכול להתגרות, שכן רדיקלים חופשיים עלולים לפגוע גם ב- DNA של החומר הגנטי.
הודות לאור הרנטגן הבהיר מבאמצעות מקור האור השוויצרי SLS, מדענים הצליחו לא רק לראות חלקיקים כאלה בנפרד ברזולוציה של פחות ממיקרומטר אחד, אלא אפילו הסתכלו בתוך החלקיקים בזמן שהתרחשו תגובות בתוכם. לשם כך הם השתמשו גם בסוג חדש של תאים שיכולים לדמות מגוון רחב של תנאי סביבה אטמוספריים. הוא יכול לווסת במדויק טמפרטורה, לחות וחשיפת גזים ויש לו מקור אור LED אולטרה סגול המחליף את קרינת השמש.
חוקרים בחנו חלקיקים המכיליםרכיבים אורגניים וברזל. ברזל מגיע ממקורות טבעיים כמו אבק מדברי ואפר וולקני, אך נמצא גם בפליטות מהתעשייה והתחבורה. רכיבים אורגניים מגיעים ממקורות טבעיים וממקורות אנתרופוגניים. באטמוספירה מרכיבים אלה מתאחדים ליצירת קומפלקסי ברזל, אשר מגיבים לאחר מכן לכביכול רדיקלים כאשר הם נחשפים לאור השמש. הם מצידם קושרים את כל החמצן הזמין וכך מייצרים רדיקלים חופשיים.
בדרך כלל ביום רטוב, רובן משוחררות.רדיקלים מתפזרים מהחלקיקים לאוויר. במקרה זה, אין יותר סכנה נוספת אם נשום חלקיקים המכילים פחות רדיקלים חופשיים. עם זאת, ביום יבש, הרדיקלים האלה מצטברים בתוך החלקיקים וצורכים את כל החמצן הזמין בשניות. וזה נובע מצמיגות: מוצקים יכולים להיות מוצקים, כמו סלעים, או נוזלים, כמו מים, אך בהתאם לטמפרטורה ולחות, הם יכולים גם להיות נוזליים למחצה.
מה שמדאיג במיוחד הוא שהגבוהה ביותרריכוזי רדיקלים חופשיים נוצרים כתוצאה מאינטראקציה של ברזל ותרכובות אורגניות בתנאי מזג אוויר יומיומיים: בממוצע מתחת ל-60% וטמפרטורות סביב 20 מעלות צלזיוס, מה שאופייני גם לסביבות פנימיות.
"פעם חשבו שרדיקלים חופשייםנוצרים באוויר, אם בכלל, כאשר חלקיקי אבק קטנים מכילים תרכובות נדירות יחסית כמו קינונים. אלו הם פנולים מחומצנים הנמצאים למשל בפיגמנטים צמחיים ופטרייתיים. לאחרונה התברר כי ישנם מקורות רבים נוספים לרדיקלים חופשיים בחומר חלקיקי. כפי שקבענו כעת, ניתן לשפר מאוד את המקורות הרדיקליים הידועים הללו בתנאים יומיומיים רגילים לחלוטין. בערך אחד מכל 20 חלקיקים הוא אורגני ומכיל ברזל".
פיטר אהרון אלפרט, חוקר PSI במכון פול שרר
אותן תגובות פוטו-כימיות עשויות להיותמניחים בחלקיקי אבק קטנים אחרים. מדענים חושדים שכמעט כל החלקיקים התלויים באוויר בדרך זו יוצרים רדיקלים נוספים. אם הדבר אושר על ידי מחקר נוסף, אזי החוקרים צריכים בדחיפות להתאים מודלים וערכים קריטיים לאיכות האוויר. ממצא זה יכול להיות גורם נוסף שיכול לעזור להסביר מדוע אנשים רבים כל כך חולים במחלות נשימה או סרטן ללא סיבה ספציפית.
בכל מקרה, לרדיקלים חופשיים יש אחדמהצד החיובי, כך עולה מהמחקר, הם תוקפים חיידקים, נגיפים ופתוגנים אחרים הנמצאים באירוסולים והופכים אותם ללא מזיקים. קישור זה עשוי להסביר מדוע לווירוס SARS-CoV-2 יש זמן ההישרדות הקצר ביותר באוויר בטמפרטורת החדר ולחות בינונית.
קרא גם:
פיזיקאים יצרו אנלוגיה של חור שחור ואישרו את התיאוריה של הוקינג. לאן זה מוביל?
שמע את נודד ההתמדה של נאס"א עובר על פני מאדים.
בני אדם יכולים לעמוד בטמפרטורות נמוכות מאוד גם ללא מקורות חום.