Laisvieji radikalai, esantys mažiausiose kietosiose PM2,5 dalelėse

Gerai žinoma, kad ore esančios kietosios dalelės PM2,5 gali kelti pavojų sveikatai

asmuo.Dalelės, kurių didžiausias skersmuo yra dešimt mikrometrų, gali prasiskverbti giliai į plaučių audinį ir ten nusėsti. Juose yra reaktyvių deguonies rūšių, vadinamų deguonies radikalais, kurios gali pažeisti plaučių ląsteles. Kuo daugiau dalelių yra ore, tuo didesnė rizika.

Iš ankstesnių tyrimų žinoma, kadlaisvieji radikalai susidaro žmogaus kūne, kai dalelės ištirpsta kvėpavimo takų paviršiniame skystyje. Kietosiose dalyse paprastai yra cheminių komponentų, tokių kaip metalai, pavyzdžiui, varis ir geležis, taip pat tam tikrų organinių junginių. Jie keičia deguonies atomus su kitomis molekulėmis, kad susidarytų labai reaktyvūs junginiai, tokie kaip vandenilio peroksidas (H2O2), hidroksilas (HO) ir hidroperoksilas (HO2), kurie sukelia vadinamąjį oksidacinį stresą. Pavyzdžiui, jie puola nesočiąsias riebalų rūgštis organizme, kurios nebegali tapti ląstelių statybine medžiaga. Gydytojai nurodo tokius procesus kaip plaučių uždegimas, astma ir kitos kvėpavimo takų ligos. Galima išprovokuoti net vėžį, nes laisvieji radikalai taip pat gali pakenkti genetinės medžiagos DNR.

Dėl ryškios rentgeno šviesos išNaudodami Šveicarijos šviesos šaltinį SLS, mokslininkai sugebėjo ne tik apžiūrėti tokias daleles atskirai, kurių skiriamoji geba buvo mažesnė nei vienas mikrometras, bet net pažvelgė į dalelių vidų, kol jose vyko reakcijos. Tam jie taip pat panaudojo naujo tipo ląsteles, kurios gali imituoti įvairias atmosferos aplinkos sąlygas. Jis gali tiksliai reguliuoti temperatūrą, drėgmę ir dujų poveikį bei turi ultravioletinį LED šviesos šaltinį, kuris pakeičia saulės spinduliuotę.

Mokslininkai ištyrė daleles, kuriose yraorganiniai komponentai ir geležis. Geležis gaunama iš natūralių šaltinių, tokių kaip dykumos dulkės ir vulkaniniai pelenai, tačiau ji taip pat randama išmetant pramonę ir transportą. Organiniai komponentai gaunami tiek iš natūralių, tiek iš antropogeninių šaltinių. Atmosferoje šie komponentai sujungiami ir sudaro geležies kompleksus, kurie, veikiami saulės spindulių, reaguoja į vadinamuosius radikalus. Savo ruožtu jie suriša visą turimą deguonį ir taip sukuria laisvuosius radikalus.

Paprastai drėgną dieną dauguma yra laisvi.radikalai iš dalelių difunduoja į orą. Šiuo atveju nebėra jokio papildomo pavojaus, jei įkvėpsime dalelių, kuriose yra mažiau laisvųjų radikalų. Tačiau sausą dieną šie radikalai kaupiasi dalelių viduje ir sunaudoja visą turimą deguonį per kelias sekundes. Tai lemia klampa: kietosios medžiagos gali būti kietos, pavyzdžiui, uolienos, arba skystos, pavyzdžiui, vanduo, tačiau, priklausomai nuo temperatūros ir drėgmės, jos taip pat gali būti pusiau skystos.

Ypač nerimą kelia tai, kad aukščiausiaLaisvųjų radikalų koncentracijos susidaro dėl geležies ir organinių junginių sąveikos kasdieninėmis oro sąlygomis: vidutiniškai žemiau 60% ir apie 20 laipsnių Celsijaus temperatūroje, kas būdinga ir patalpų aplinkai.

„Anksčiau buvo manoma, kad laisvieji radikalaisusidaro ore, jei susidaro, kai mažose dulkių dalelėse yra palyginti retų junginių, tokių kaip chinonai. Tai oksiduoti fenoliai, kurių yra, pavyzdžiui, augalų ir grybų pigmentuose. Neseniai paaiškėjo, kad kietosiose dalelėse yra daug kitų laisvųjų radikalų šaltinių. Kaip dabar nustatėme, šie žinomi radikalūs šaltiniai gali būti labai sustiprinti visiškai įprastomis kasdienėmis sąlygomis. Maždaug viena iš 20 dalelių yra organinė ir joje yra geležies.

Peteris Aaronas Alpertas, Paulo Scherrer instituto PSI tyrėjas

Tikėtina, kad tos pačios fotocheminės reakcijosvieta kitose mažose dulkių dalelėse. Mokslininkai įtaria, kad beveik visos tokiu būdu ore suspenduotos dalelės sudaro papildomus radikalus. Jei tai patvirtina tolesni tyrimai, tyrėjams reikia skubiai pritaikyti modelius ir kritines oro kokybės vertes. Ši išvada gali būti papildomas veiksnys, galintis padėti paaiškinti, kodėl tiek daug žmonių be konkrečios priežasties vystosi kvėpavimo takų ligas ar vėžį.

Šiaip ar taip, laisvieji radikalai turiTeigiama, kad tyrimas taip pat rodo, kad jie puola aerozoliuose esančias bakterijas, virusus ir kitus patogenus ir paverčia juos nepavojingais. Ši nuoroda gali paaiškinti, kodėl SARS-CoV-2 virusas išgyvena trumpiausiai ore, esant kambario temperatūrai ir vidutinei drėgmei.

Taip pat skaitykite:

Fizikai sukūrė juodosios skylės analogą ir patvirtino Hawkingo teoriją. Kur jis veda?

Išgirskite NASA atkaklumo roverį, judantį per Marsą.

Žmonės gali atlaikyti labai žemą temperatūrą net ir be šilumos šaltinių.