Het is bekend dat fijnstof PM2,5 in de lucht een gevaar voor de gezondheid kan vormen
Het is bekend uit eerdere onderzoeken datvrije radicalen worden gevormd in het menselijk lichaam wanneer deeltjes oplossen in de oppervlaktevloeistof van de luchtwegen. Fijnstof bevat doorgaans chemische bestanddelen zoals metalen zoals koper en ijzer, evenals bepaalde organische verbindingen. Ze wisselen zuurstofatomen uit met andere moleculen om zeer reactieve verbindingen te vormen zoals waterstofperoxide (H2O2), hydroxyl (HO) en hydroperoxyl (HO2), die zogenaamde oxidatieve stress veroorzaken. Ze vallen bijvoorbeeld onverzadigde vetzuren in het lichaam aan die niet meer als bouwstenen voor cellen kunnen dienen. Artsen verwijzen naar processen als longontsteking, astma en andere aandoeningen van de luchtwegen. Zelfs kanker kan worden uitgelokt, aangezien vrije radicalen ook het DNA van het erfelijk materiaal kunnen beschadigen.
Dankzij het heldere röntgenlicht vanMet behulp van de Zwitserse lichtbron SLS konden wetenschappers dergelijke deeltjes niet alleen afzonderlijk bekijken met een resolutie van minder dan één micrometer, maar zelfs in de deeltjes kijken terwijl er reacties in plaatsvonden. Om dit te doen, gebruikten ze ook een nieuw type cel dat een breed scala aan atmosferische omgevingsomstandigheden kan simuleren. Het kan de temperatuur, vochtigheid en blootstelling aan gas nauwkeurig regelen en heeft een ultraviolette LED-lichtbron die zonnestraling vervangt.
Onderzoekers hebben deeltjes bestudeerd dieorganische componenten en ijzer. IJzer is afkomstig van natuurlijke bronnen zoals woestijnstof en vulkanische as, maar wordt ook aangetroffen in emissies van industrie en transport. Organische componenten zijn afkomstig van zowel natuurlijke als antropogene bronnen. In de atmosfeer combineren deze componenten zich tot ijzercomplexen, die bij blootstelling aan zonlicht reageren op zogenaamde radicalen. Ze binden op hun beurt alle beschikbare zuurstof en genereren zo vrije radicalen.
Meestal zijn de meeste op een natte dag los.radicalen diffunderen van de deeltjes in de lucht. In dit geval is er geen extra gevaar meer als we deeltjes inademen die minder vrije radicalen bevatten. Op een droge dag hopen deze radicalen zich echter op in de deeltjes en verbruiken ze alle beschikbare zuurstof binnen enkele seconden. En dit komt door de viscositeit: vaste stoffen kunnen vast zijn, zoals steen, of vloeibaar, zoals water, maar afhankelijk van temperatuur en vochtigheid kunnen ze ook halfvloeibaar zijn.
Wat vooral alarmerend is, is dat de hoogsteConcentraties van vrije radicalen worden gevormd als gevolg van de interactie van ijzer en organische verbindingen in alledaagse weersomstandigheden: gemiddeld minder dan 60% en temperaturen rond de 20 graden Celsius, wat ook typisch is voor binnenomgevingen.
“Vroeger dacht men dat vrije radicalen warenworden in de lucht gevormd, of helemaal niet, wanneer kleine stofdeeltjes relatief zeldzame verbindingen zoals chinonen bevatten. Dit zijn geoxideerde fenolen die bijvoorbeeld voorkomen in de pigmenten van planten en schimmels. Recent is duidelijk geworden dat er nog veel meer bronnen van vrije radicalen in fijn stof zitten. Zoals we nu hebben vastgesteld, kunnen deze bekende radicale bronnen aanzienlijk worden verbeterd onder volledig normale alledaagse omstandigheden. Ongeveer één op de twintig deeltjes is organisch en bevat ijzer.”
Peter Aaron Alpert, PSI-onderzoeker bij het Paul Scherrer Instituut
Dezelfde fotochemische reacties zullen waarschijnlijk optredenplaats in andere kleine stofdeeltjes. Wetenschappers vermoeden dat bijna alle zwevende deeltjes in de lucht op deze manier extra radicalen vormen. Als dit door verder onderzoek wordt bevestigd, dan moeten onderzoekers dringend modellen en kritische waarden voor luchtkwaliteit aanpassen. Deze bevinding zou een extra factor kunnen zijn die kan helpen verklaren waarom zoveel mensen zonder specifieke reden ademhalingsaandoeningen of kanker krijgen.
Hoe dan ook, vrije radicalen hebben er eenAan de positieve kant, zo suggereert de studie, vallen ze bacteriën, virussen en andere pathogenen in aerosolen aan en maken ze onschadelijk. Deze link kan verklaren waarom het SARS-CoV-2-virus de kortste overlevingstijd heeft in lucht bij kamertemperatuur en matige luchtvochtigheid.
Lees ook:
Natuurkundigen hebben een analoog van een zwart gat gemaakt en de theorie van Hawking bevestigd. Waar leidt het toe?
Hoor NASA's Perseverance-rover die over Mars beweegt.
Люди могут выдерживать очень низкие температуры даже без источников тепла.