Obecny rozwój metod analitycznych wreszcie otworzył drogę do poznania chemii związków organicznych tworzących drobiny pyłu unoszącego się w powietrzu, twierdzą autorzy raportu opublikowanego w czasopiśmie „Chemical Reviews” - podano w informacji prasowej przygotowanej przez Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk.

Wszędzie wokół nas unosi się w powietrzu pył zawieszony. Obecne luki w wiedzy z tego zakresu wymagają coraz pilniejszego uzupełnienia. Tylko wtedy będzie możliwe zrozumienie kompleksowego wpływu pyłu zawieszonego na ludzkie zdrowie, jakość życia oraz zmiany klimatyczne planety. Wnioski te płyną z obszernego raportu, opublikowanego przez międzynarodowy zespół naukowców w czasopiśmie „Chemical Reviews”, drugim pod względem siły oddziaływania periodyku naukowym świata.

- Bogaty w związki organiczne pył zawieszony jest dosłownie wszechobecny. Przy każdym oddechu składniki tego chemicznego koktajlu dostają się do naszych płuc, a stamtąd przenikają przez błony komórkowe wprost do krwioobiegu. Informacja o tym, co tak naprawdę wdychamy, ma więc absolutnie kluczowe znaczenie dla naszego życia - zauważa dr inż. Rafał Szmigielski z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie, jeden ze współautorów raportu.

Pył zawieszony to aerozol, czyli rozproszony w powietrzu układ wielu drobin stałych lub ciekłych o średnicach nie większych niż kilka mikrometrów (a więc ponaddziesięciokrotnie mniejszych od średnicy ludzkiego włosa).

Drobiny te są zlepkami od setek do tysięcy związków chemicznych: od bardzo prostych, o cząsteczkach zaledwie kilkuatomowych, po liczące kilkadziesiąt i więcej tysięcy atomów łańcuchy polimerowe, a nawet fragmenty DNA. Według najnowszych szacunków, proste substancje mineralne (nieorganiczne) stanowią mniej niż połowę składników drobin aerozolu.

- Obecnie już wiemy, że w pyle zawieszonym występują głównie azotany i siarczany. Rozumiemy też, skąd się biorą - na ogół pochodzą z całego, bardzo skomplikowanego ciągu reakcji, w wyniku których zawarte w atmosferze tlenki azotu czy siarki przekształcają się w kwasy, lub też są wynikiem naturalnych procesów erozji skał. Jednak skład i pochodzenie głównej frakcji aerozolu, zdominowanej przez związki organiczne, jeszcze do zeszłego roku był praktycznie nieznany - mówi dr Szmigielski.

Skala wyzwań związanych z pomiarami i analizą pyłu zawieszonego okazała się porównywalna z występującą podczas penetracji tak egzotycznych środowisk jak dna oceanów czy powierzchnie innych planet. Badacze musieli opracować nowe i zaadaptować już istniejące metody analizy chemicznej.

Obecnie pył zawieszony jest zbierany w stacjach pomiarowych, gdzie osadza się na specjalnych filtrach.

- Pył aerozolu do badań w IChF PAN wychwytujemy z powietrza z najczystszych rejonów Polski, okolic Puszczy Boreckiej, stosując w tym celu najnowocześniejsze poborniki pyłu zaopatrzone w filtry kwarcowe - wyjaśnia dr Szmigielski. 

Do badania składu pyłu została zastosowana chromatografia cieczowa - umożliwia rozdzielanie mieszanin związków organicznych na składniki. Z kolei dzięki spektrometrii mas można wyznaczyć masę cząsteczkową badanego związku, ustalić jego skład pierwiastkowy i odtworzyć jego strukturę chemiczną.

Najnowsze badania potwierdziły sformułowaną przed półwieczem hipotezę, że w skali planety niebagatelną rolę w formowaniu pyłu zawieszonego odgrywają... drzewa. W toku ewolucji wykształciły one coś w rodzaju gazowego układu immunologicznego: wytwarzają w dużych ilościach silnie lotne substancje, które otaczają roślinę ochronną chmurką gazów.

Zadaniem tych gazów - głównie izoprenu w przypadku drzew liściastych i alfa-pinenu w przypadku iglastych - jest odstraszanie niepożądanych owadów oraz wyłapywanie szkodliwych substancji chemicznych nim te wnikną w roślinę.

Okazuje się, że dziś cząsteczki gazowych związków wydzielanych przez drzewa pełnią rolę zarodków, wokół których kondensują m.in. szkodliwe substancje chemiczne pochodzące z działalności człowieka.

Badania epidemiologiczne pokazują wyraźny związek między zanieczyszczeniem danego obszaru pyłem zawieszonym a zachorowalnością ludzi żyjących w tym miejscu. Związek ten jest szczególnie dobrze widoczny w przypadku chorób cywilizacyjnych, w tym astmy, alergii, zaburzeń pracy serca oraz różnego rodzaju problemów dermatologicznych skóry.

 Opublikowany w „Chemical Reviews” wielostronicowy raport o pyle zawieszonym został przygotowany przez zespoły naukowe z Belgii, Danii, Finlandii, Francji, Niemiec, Norwegii, Polski, Słowenii, Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Włoch i Szwajcarii.

• ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA