Νέα μέθοδος για την ακριβή ανάλυση της σωματιδιακής σύνθεσης της αιθαλομίχλης.
Ερευνητές από πολλά κορυφαία επιστημονικά ιδρύματα της Βαρσοβίας συνεργάστηκαν μαζί για την ανάπτυξη μιας νέας, εξαιρετικά ακριβούς μεθόδου για τη χημική ανάλυση των αιωρούμενων σωματιδίων που περιέχονται στη αιθαλομίχλη.
Πρακτικά η καινούργια μέθοδος είναι εύκολα προσαρμόσιμη στα σύγχρονα εργαστήρια, και δεν καθορίζει μόνο τη χημική σύνθεση των ενώσεων, αλλά και αναγνωρίζει αλλαγές στην χωρική κατανομή των ατόμων σε μόρια.
Το ατμοσφαιρικό σωματιδιακό υλικό, ευρέως γνωστό ως αιθαλομίχλη, γίνεται όλο και πιο ενοχλητικό, και έχει την τάση να προσβάλει επιτίθεται τους πνεύμονες των κατοίκων των μεγάλων πόλεων και στις βιομηχανικές χώρες. και κυριολεκτικά είναι παντού, ακόμη και σε δασικές περιοχές φαινομενικά μακρινές από τις αστικές κατοικημένες περιοχές.
Η αιθαλομίχλη χαρακτηρίζεται από έναν τεράστιο πλούτο χημικών ενώσεων, πολλές από τις οποίες εμφανίζονται σε ισομερείς μορφές, που διαφέρουν στην κατανομή των ατόμων στο μόριο και συνεπώς και στις χημικές τους ιδιότητες. Η ανίχνευση αυτών των ισομερών αποτελούσε το αδύναμο σημείο των σύγχρονων αναλυτικών τεχνικών – μέχρι τώρα.
Οι επιστήμονες της Βαρσοβίας από το Ινστιτούτο Φυσικής Χημείας της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών (IPC PAS), το Ινστιτούτο Οργανικής Χημείας του PAS και το Ινστιτούτο Προστασίας του Περιβάλλοντος του Εθνικού Ινστιτούτου Ερευνών της Πολωνίας παρουσιάζουν μια μέθοδο από εξαιρετικά ακριβή ανάλυση των σωματιδίων της αιθαλομίχλης. Η νέα αναλυτική τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί από οποιοδήποτε σχετικά σύγχρονο εξοπλισμένο χημικό εργαστήριο.
«Φυσικά το ερώτημα είναι τι φθάνει πραγματικά στους πνεύμονές μας; Όταν κοιτάξουμε προσεκτικά τα δείγματα του αέρα, αποδεικνύεται ότι περιέχουν πολλά αερολύματα.Σε τις περισσότερες περιπτώσεις, αυτά τα σωματίδια, με μεγέθη της τάξης των μικρο- ή και νανομέτρων, είναι φυσικής προέλευσης, τα οποία είναι κυρίως τεμαχίδια που παράγονται σε γιγαντιαίες ποσότητες από σύνθετες ατμοσφαιρικές διεργασίες, των οποίων οι κύριοι παράγοντες είναι τα φυτά και ιδιαίτερα τα δάση », λέει ο Δρ Rafal Szmigielski, καθηγητής στο IPC PAS, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας που ασχολείται εδώ και χρόνια με την ατμοσφαιρική χημεία , συμπεριλαμβανομένων των μηχανισμών του σχηματισμού αιωρούμενων σωματιδίων και της εξέλιξης της αιθαλομίχλης.
Η καύση των διαφόρων ουσιών – συμπεριλαμβανομένων των των τζακιών, της σόμπας, των κινητήρων από τα αυτοκίνητα και των βιομηχανικών εγκαταστάσεων – εισάγει στην ατμόσφαιρα μια ολόκληρη σειρά χημικών ενώσεων.
Η ανθρωπογενής ρύπανση, συμπεριλαμβανομένων των οξειδίων του αζώτου, δεν είναι μόνο αυτή καθαυτή επιζήμια για την υγεία, ο αντίκτυπός της ενισχύεται από το γεγονός ότι τροποποιεί τη σύνθεση της φυσικής ατμόσφαιρας, οδηγώντας σε μόνιμη μόλυνση. Σήμερα, η συσχέτιση μεταξύ μακροχρόνιας έκθεσης στην αιθαλομίχλη και εμφάνισης καρδιακής ή πνευμονικής νόσου είναι πολύ ξεκάθαρη.
Οι χημικές ιδιότητες των μορίων, ιδιαίτερα των οργανικών, καθορίζονται όχι μόνο από τη χημική τους σύνθεση, αλλά και από τη χωρική δομή των μορίων. «Μία και μόνη χημική ένωση που ανιχνεύεται σε ένα αερόλυμα με υπάρχουσες μεθόδους μπορεί στην πραγματικότητα να είναι μια ολόκληρη ομάδα στερεοϊσομερών. Όλα έχουν την ίδια χημική σύνθεση, αλλά λόγω της διαφορετικής κατανομής των ατόμων στο μόριο, μπορούν να έχουν εντελώς διαφορετικές συγγένειες, για παράδειγμα, σε πρωτεΐνες ή κυτταρικούς υποδοχείς, και κατά συνέπεια στην πραγματικότητα είναι διαφορετικές ουσίες με διαφορετικές επιδράσεις στην υγεία μας. Αυτό το ολόκληρο ισομερικό αλυσιδωτό σύστημα μέχρι στιγμής έχει ξεφύγει από τα μάτια των χημικών », εξηγεί ο καθηγητής Szmigielski.
Οι επιστήμονες της Βαρσοβίας έδειξαν ότι μια πολύ ακριβής χημική σύνθεση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων μπορεί να επιτευχθεί χωρίς μεγάλες οικονομικές δαπάνες, χρησιμοποιώντας απλά εξοπλισμό που ήδη λειτουργεί σε πολλά σύγχρονα εργαστήρια. Κατά την ανάλυση, συνδυάζονται διάφορα εργαλεία αναλυτικής χημείας. Σε αυτή την παράλληλη αναλυτική τεχνική, βασικό ρόλο διαδραματίζει ο συγκεκριμένος συνδυασμός χρωματογραφίας και φασματομετρίας της μάζας.
Ο καθηγητής Szmigielskiε ξηγεί: «Τα σωματίδια που συλλέγονται για την έρευνα επιτυγχάνεται με τη χρήση ειδικών τεχνασμάτων δειγματοληψίας από τον αέρα, ο οποίος διέρχεται από ένα σύστημα ακροφυσίων που επιτρέπει τον διαχωρισμό των κλασμάτων σωματιδίων σε μορφή αερολύματος ανάλογα με το μέγεθός τους.Το υλικό που εισέρχεται στο όργανο φθάνει σε ένα καθαρό δίσκο από χαλαζία, Στη συνέχεια, μέσω της εκχύλισης με διαλύτη, τα συλλεχθέντα σωματίδια αερολύματος μεταφέρονται στο διάλυμα και συμπυκνώνονται εκεί. Σε μέρος της μεθόδου μας επιλέξαμε, μεταξύ άλλων, πιο αποτελεσματικούς διαλύτες για τη μεταφορά σωματιδίων στο διάλυμα, πράγμα που βελτίωσε σημαντικά τα αποτελέσματα που λαμβάνονται με την φασματομετρία της μάζας».
Η νέα μέθοδος ανάλυσης σωματιδίων αιθαλομίχλης είναι ιδιαίτερα ακριβής και πλήρως αναπαραγώγιμη. Δείγματα που λαμβάνονται από τον ίδιο τόπο, που αναλύονται σε διαφορετικά εργαστήρια, οδηγούν στα ίδια αποτελέσματα. Αυτό σημαίνει ότι οι ερευνητές θα είναι σε θέση να παρέχουν στο κοινό πραγματικά αξιόπιστες πληροφορίες σχετικά με την τρέχουσα συγκέντρωση ρύπων στον αέρα.
Η γνώση της χημικής σύνθεσης της αιθαλομίχλης, όπως τα σωματίδια και τα ισομερή των μεμονωμένων συστατικών του είναι ζωτικής σημασίας για την επιστημονική κοινότητα. Με τόσο ακριβείς γνώσεις, οι επιστήμονες είναι σε θέση να προσδιορίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τις πηγές που ευθύνονται για την εκπομπή μεμονωμένων ενώσεων.
