浮遊粒子状物質PM2.5が健康被害を引き起こす可能性があることはよく知られています。
以前の研究から、粒子が気道の表面液に溶解すると、フリーラジカルが人体に形成されます。粒子状物質には通常、銅や鉄などの金属などの化学成分や、特定の有機化合物が含まれています。それらは酸素原子を他の分子と交換して、過酸化水素（H2O2）、ヒドロキシル（HO）、ヒドロペルオキシル（HO2）などの反応性の高い化合物を形成し、いわゆる酸化ストレスを引き起こします。たとえば、細胞の構成要素として機能しなくなった体内の不飽和脂肪酸を攻撃します。医師は、肺炎、喘息、その他の呼吸器疾患などのプロセスを指します。フリーラジカルは遺伝物質のDNAにも損傷を与える可能性があるため、癌でさえも誘発される可能性があります。
明るいX線のおかげで、スイスの光源 SLS を使用することで、科学者たちはそのような粒子を 1 マイクロメートル未満の解像度で個別に観察できるだけでなく、粒子内で反応が起こっている間に粒子の内部を観察することさえできました。これを行うために、広範囲の大気環境条件をシミュレートできる新しいタイプのセルも使用しました。温度、湿度、ガスへの曝露を正確に制御でき、太陽放射に代わる紫外線 LED 光源を備えています。
研究者は、を含む粒子を研究しました有機成分と鉄。鉄は砂漠のほこりや火山灰などの天然資源に由来しますが、産業や輸送からの排出物にも含まれています。有機成分は、自然と人類の両方の供給源から来ています。大気中では、これらの成分が結合して鉄錯体を形成し、日光にさらされるといわゆるラジカルに反応します。次に、それらは利用可能なすべての酸素に結合し、フリーラジカルを生成します。
通常、雨の日には、ほとんどが緩んでいます。ラジカルは粒子から空気中に拡散します。この場合、フリーラジカルの含有量が少ない粒子を吸入しても、それ以上の危険はありません。ただし、乾燥した日には、これらのラジカルが粒子内に蓄積し、利用可能なすべての酸素を数秒で消費します。これは粘度によるものです。固体は岩のように固体でも、水のように液体でもかまいませんが、温度と湿度によっては半液体になることもあります。
特に憂慮すべきは、最高額であることである。フリーラジカル濃度は、日常の気象条件における鉄と有機化合物の相互作用の結果として形成されます。平均濃度は 60% 未満、温度は摂氏約 20 度であり、これは屋内環境でも一般的です。
「以前はフリーラジカルは、小さな塵粒子にキノンなどの比較的まれな化合物が含まれている場合、空気中に生成されることがあります。これらは、植物や菌類の色素などに存在する酸化フェノールです。最近、粒子状物質にはフリーラジカルの発生源が他にもたくさんあることが明らかになりました。私たちが現在判断しているように、これらの既知のラジカル源は、完全に通常の日常条件下で大幅に強化される可能性があります。粒子の約 20 個に 1 個は有機物であり、鉄が含まれています。」
ピーター・アーロン・アルパート、ポール・シェラー研究所のPSI研究者
同じ光化学反応が起こる可能性があります他の小さなほこりの粒子に置きます。科学者たちは、このようにして空気中に浮遊しているほとんどすべての粒子が追加のラジカルを形成しているのではないかと疑っています。これがさらなる研究によって確認された場合、研究者は大気質のモデルと臨界値を早急に適応させる必要があります。この発見は、特定の理由なしに非常に多くの人々が呼吸器疾患または癌を発症する理由を説明するのに役立つ追加の要因である可能性があります。
とにかく、フリーラジカルには1つあります良い面として、この研究はまた、エアロゾルに存在するバクテリア、ウイルス、その他の病原体を攻撃し、それらを無害にすることを示唆しています。このリンクは、SARS-CoV-2ウイルスが室温および中程度の湿度の空気中で最も短い生存期間を持っている理由を説明している可能性があります。
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