Det är välkänt att luftburna partiklar PM2.5 kan utgöra en hälsorisk
Det är känt från tidigare studier attfria radikaler bildas i människokroppen när partiklar upplöses i luftvätskans yta. Partiklar innehåller vanligtvis kemiska beståndsdelar såsom metaller som koppar och järn, samt vissa organiska föreningar. De utbyter syreatomer med andra molekyler för att bilda mycket reaktiva föreningar som väteperoxid (H2O2), hydroxyl (HO) och hydroperoxyl (HO2), som orsakar så kallad oxidativ stress. Till exempel attackerar de omättade fettsyror i kroppen som inte längre kan fungera som byggstenar för celler. Läkare hänvisar till sådana processer som lunginflammation, astma och andra andningssjukdomar. Även cancer kan utlösas, eftersom fria radikaler också kan skada DNA i det genetiska materialet.
Tack vare det starka röntgenljuset frånMed den schweiziska ljuskällan SLS kunde forskare inte bara se sådana partiklar individuellt med en upplösning på mindre än en mikrometer, utan även titta inuti partiklarna medan reaktioner ägde rum inuti dem. För att göra detta använde de också en ny typ av celler som kan simulera ett brett spektrum av atmosfäriska miljöförhållanden. Den kan exakt reglera temperatur, luftfuktighet och gasexponering och har en ultraviolett LED-ljuskälla som ersätter solstrålning.
Forskare har studerat partiklar som innehållerorganiska komponenter och järn. Järn kommer från naturliga källor som ökenstoft och vulkanisk aska, men finns också i utsläpp från industri och transport. Organiska komponenter kommer från både naturliga och antropogena källor. I atmosfären kombineras dessa komponenter för att bilda järnkomplex, som sedan reagerar på så kallade radikaler när de utsätts för solljus. De binder i sin tur allt tillgängligt syre och genererar därmed fria radikaler.
Vanligtvis på en våt dag är de flesta lösa.radikaler diffunderar från partiklarna i luften. I detta fall finns det ingen ytterligare risk om vi andas in partiklar som innehåller mindre fria radikaler. Men på en torr dag byggs dessa radikaler in i partiklarna och konsumerar allt tillgängligt syre på några sekunder. Och detta beror på viskositet: fasta ämnen kan vara fasta, som sten eller flytande, som vatten, men beroende på temperatur och fuktighet kan de också vara halvvätska.
Det som är särskilt alarmerande är att den högstaKoncentrationer av fria radikaler bildas som ett resultat av samverkan mellan järn och organiska föreningar i vardagliga väderförhållanden: i genomsnitt under 60 % och temperaturer runt 20 grader Celsius, vilket också är typiskt för inomhusmiljöer.
"Man trodde förr att fria radikalerbildas i luften, om alls, när små dammpartiklar innehåller relativt sällsynta föreningar som kinoner. Dessa är oxiderade fenoler som finns i till exempel pigmenten hos växter och svampar. Det har nyligen blivit tydligt att det finns många andra källor till fria radikaler i partiklar. Som vi nu har bestämt kan dessa kända radikala källor förstärkas avsevärt under helt normala vardagsförhållanden. Ungefär en av 20 partiklar är organiska och innehåller järn."
Peter Aaron Alpert, PSI-forskare vid Paul Scherrer Institute
Samma fotokemiska reaktioner kommer sannolikt att haplacera i andra små dammpartiklar. Forskare misstänker att nästan alla suspenderade partiklar i luften på detta sätt bildar ytterligare radikaler. Om detta bekräftas av ytterligare forskning finns det ett akut behov av forskare att anpassa modeller och kritiska värden för luftkvaliteten. Detta resultat kan vara en ytterligare faktor som kan hjälpa till att förklara varför så många människor utvecklar andningssjukdom eller cancer utan någon specifik anledning.
Hur som helst, fria radikaler har enPå den positiva sidan föreslår studien också att de attackerar bakterier, virus och andra patogener som finns i aerosoler och gör dem ofarliga. Denna länk kan förklara varför SARS-CoV-2-viruset har den kortaste överlevnadstiden i luft vid rumstemperatur och måttlig luftfuktighet.
Läs också:
Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?
Hör NASAs uthållighetsrover som rör sig över Mars.
Människor tål mycket låga temperaturer även utan värmekällor.