Brīvie radikāļi, kas atrodami PM2.5 mazāko cieto daļiņu iekšpusē

Ir labi zināms, ka gaisā esošās daļiņas PM2,5 var apdraudēt veselību

persona.Daļiņas, kuru maksimālais diametrs ir desmit mikrometri, var dziļi iekļūt plaušu audos un tur nosēsties. Tie satur reaktīvās skābekļa sugas, ko sauc par skābekļa radikāļiem, kas var bojāt plaušu šūnas. Jo vairāk daļiņu ir gaisā, jo lielāks risks.

No iepriekšējiem pētījumiem ir zināms, kaBrīvie radikāļi cilvēka ķermenī veidojas, daļiņām izšķīstot elpošanas trakta virsmas šķidrumā. Cietās daļiņas parasti satur ķīmiskas sastāvdaļas, piemēram, metālus, piemēram, varu un dzelzi, kā arī dažus organiskos savienojumus. Viņi apmainās ar skābekļa atomiem ar citām molekulām, veidojot ļoti reaģējošus savienojumus, piemēram, ūdeņraža peroksīdu (H2O2), hidroksilu (HO) un hidroperoksilu (HO2), kas izraisa tā saukto oksidatīvo stresu. Piemēram, viņi uzbrūk nepiesātinātām taukskābēm organismā, kas vairs nevar kalpot par šūnu pamatelementiem. Ārsti atsaucas uz tādiem procesiem kā pneimonija, astma un citas elpošanas ceļu slimības. Var izraisīt pat vēzi, jo brīvie radikāļi var arī sabojāt ģenētiskā materiāla DNS.

Pateicoties spilgtai rentgena gaismai noIzmantojot Šveices gaismas avotu SLS, zinātnieki varēja ne tikai aplūkot šādas daļiņas atsevišķi ar izšķirtspēju, kas mazāka par vienu mikrometru, bet pat ieskatījās daļiņu iekšienē, kamēr tajās notika reakcijas. Lai to izdarītu, viņi arī izmantoja jauna veida šūnas, kas var simulēt dažādus atmosfēras vides apstākļus. Tas var precīzi regulēt temperatūru, mitrumu un gāzes iedarbību, un tam ir ultravioletais LED gaismas avots, kas aizstāj saules starojumu.

Pētnieki ir pētījuši daļiņas, kas saturorganiskie komponenti un dzelzs. Dzelzs nāk no dabīgiem avotiem, piemēram, tuksneša putekļiem un vulkāniskajiem pelniem, bet tas ir atrodams arī rūpniecības un transporta emisijās. Organiskie komponenti nāk gan no dabiskiem, gan antropogēniem avotiem. Atmosfērā šie komponenti apvienojas, veidojot dzelzs kompleksus, kas pēc saules gaismas iedarbības reaģē uz tā sauktajiem radikāļiem. Tie savukārt saista visu pieejamo skābekli un tādējādi ģenerē brīvos radikāļus.

Parasti mitrā dienā lielākā daļa ir vaļīgi.radikāļi no daļiņām izkliedējas gaisā. Šajā gadījumā vairs nebūs papildu briesmu, ja mēs ieelposim daļiņas, kas satur mazāk brīvo radikāļu. Tomēr sausā dienā šie radikāļi uzkrājas daļiņu iekšienē un dažu sekunžu laikā patērē visu pieejamo skābekli. Un tas ir saistīts ar viskozitāti: cietās vielas var būt cietas, piemēram, akmens, vai šķidras, piemēram, ūdens, bet atkarībā no temperatūras un mitruma tās var būt arī pusšķidras.

Īpaši satraucoši ir tas, ka visaugstākaisBrīvo radikāļu koncentrācija veidojas dzelzs un organisko savienojumu mijiedarbības rezultātā ikdienas laikapstākļos: vidēji zem 60% un temperatūra ap 20 grādiem pēc Celsija, kas raksturīgi arī iekštelpu videi.

“Agrāk tika uzskatīts, ka brīvie radikāļiveidojas gaisā, ja vispār rodas, kad mazās putekļu daļiņas satur salīdzinoši retus savienojumus, piemēram, hinonus. Tie ir oksidēti fenoli, kas atrodas, piemēram, augu un sēņu pigmentos. Nesen kļuva skaidrs, ka cietajās daļiņās ir daudz citu brīvo radikāļu avotu. Kā mēs tagad esam noskaidrojuši, šos zināmos radikālos avotus var ievērojami uzlabot pilnīgi normālos ikdienas apstākļos. Apmēram viena no 20 daļiņām ir organiska un satur dzelzi.

Pīters Ārons Alperts, PSI pētnieks Pola Šerera institūtā

Visticamāk, ir tādas pašas fotoķīmiskās reakcijasievieto citās mazās putekļu daļiņās. Zinātniekiem ir aizdomas, ka gandrīz visas šādā veidā gaisā suspendētās daļiņas veido papildu radikāļus. Ja to apstiprina turpmāki pētījumi, pētniekiem ir steidzami jāpielāgo gaisa kvalitātes modeļi un kritiskās vērtības. Šis atklājums varētu būt papildu faktors, kas var palīdzēt izskaidrot, kāpēc tik daudziem cilvēkiem bez īpaša iemesla rodas elpošanas ceļu slimības vai vēzis.

Katrā ziņā brīvajiem radikāļiem tāds irPozitīvi ir tas, ka pētījums arī norāda, ka tie uzbrūk baktērijām, vīrusiem un citiem patogēniem, kas atrodas aerosolos, un padara tos nekaitīgus. Šī saite var izskaidrot, kāpēc SARS-CoV-2 vīrusam ir īsākais izdzīvošanas laiks gaisā istabas temperatūrā un mērenā mitrumā.

Lasīt arī:

Fiziķi ir izveidojuši melnā cauruma analogu un apstiprinājuši Hokinga teoriju. Kur tas ved?

Dzirdiet NASA noturības braucēju, kas pārvietojas pa Marsu.

Cilvēks var izturēt ļoti zemu temperatūru arī bez siltuma avotiem.