Præcis analyse af smogens partikelsammensætning

Forskere fra flere førende videnskabelige institutioner i Warszawa har samarbejdet om at udvikle en ny, ekstremt præcis metode til kemisk analyse af suspenderet partikler omfattende smog. Metoden, let tilpasses i moderne laboratorier, bestemmer ikke kun forbindelsernes kemiske sammensætning, men genkender endda ændringer i den rumlige fordeling af atomer i molekyler.

Atmosfærisk partikelformigt stof, populært kendt som smog, bliver mere og mere besværligt. Smog angriber lungerne i indbyggerne i storbyer, og i industrialiserede lande, det er bogstaveligt talt overalt, selv i skovområder tilsyneladende fjernt fra bymæssige byområder. Smog er kendetegnet ved en enorm rigdom af kemiske forbindelser, mange af dem forekommer i isomere former, forskellig i fordelingen af ​​atomer i molekylet, og følgelig også i deres kemiske egenskaber. Påvisningen af ​​disse isomerer var førhen det svage punkt i moderne analytiske teknikker - indtil nu.

På siderne i Analytisk kemi , Warszawa-baserede forskere fra Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences (IPC PAS), Institute of Organic Chemistry i PAS og Institute of Environmental Protection fra National Research Institute præsenterer en metode til ekstremt præcis analyse af smogpartikler. Den nye analytiske teknik kan bruges af ethvert relativt moderne udstyret kemisk laboratorium.

"Hvad når virkelig vores lunger? Når vi ser nøje på luftprøver, det viser sig, at de indeholder en masse aerosoler. I de fleste tilfælde, disse partikler, med størrelser i størrelsesordenen mikro- eller endda nanometer, er af naturlig oprindelse. Disse er hovedsageligt partikler produceret i gigantiske mængder ved komplekse atmosfæriske processer, hvis vigtigste drivkraft er planter, især skove, "siger Dr. Rafal Szmigielski, professor ved IPC PAS, leder af forskerholdet, der i årevis har beskæftiget sig med atmosfærisk kemi, herunder mekanismerne til dannelse af suspenderet partikelform og udvikling af smog.

Forbrænding af forskellige stoffer - herunder i husholdningsovne, bilmotorer og industrielle faciliteter - introducerer en hel række kemiske forbindelser i atmosfæren. Antropogen forurening, herunder nitrogenoxider, er ikke kun i sig selv sundhedsskadelig, dens virkning forstærkes af, at den ændrer sammensætningen af ​​den naturlige atmosfære, fører til dens permanente kontaminering. I dag, korrelationen mellem langvarig eksponering for smog og forekomsten af ​​hjerte- eller lungesygdomme er meget klar.

Molekylers kemiske egenskaber, især økologiske, bestemmes ikke kun af deres kemiske sammensætning selv, men også ved molekylernes rumlige struktur. "En enkelt kemisk forbindelse, detekteret i en aerosol ved hjælp af eksisterende metoder, kan faktisk være en hel gruppe stereoisomerer. De vil alle have den samme kemiske sammensætning, men på grund af den forskellige fordeling af atomer i molekylet, de kan have helt forskellige affiniteter, for eksempel, til proteiner eller celleceptorer. Funktionelt, derefter, de vil være forskellige stoffer med forskellige virkninger på vores helbred. Hele denne isomere zoologiske have har hidtil undladt kemikernes øjne, "forklarer prof. Szmigielski.

De Warszawa-baserede forskere har vist, at en meget nøjagtig kemisk sammensætning af atmosfæriske aerosoler kan opnås uden store økonomiske udgifter, ved hjælp af udstyr, der allerede opererer i mange nutidige laboratorier. Under analysen, forskellige analytiske kemiske værktøjer kombineres. I denne tandem analytiske teknik, nøglerollen spilles af den specifikke kombination af kromatografi og massespektrometri.

"Partikler indsamles til forskning ved hjælp af specielle prøvetagere. De suger luft ind, som passerer gennem et system af dyser, der tillader deling af aerosolpartikelfraktionerne afhængigt af deres størrelse. Det, der kommer ind i instrumentet, når en ren kvartsfiberskive, hvorpå det er aflejret. Derefter, ved hjælp af ekstraktion af opløsningsmidler, de opsamlede aerosolpartikler overføres til opløsningen og koncentreres der. Som en del af vores metode, vi valgte, blandt andre, mere effektive opløsningsmidler til overførsel af partikler til opløsningen, hvilket signifikant forbedrede resultaterne opnået ved massespektrometri, "forklarer prof. Szmigielski.

Den nye metode til analyse af smogpartikler er præcis og fuldstændigt reproducerbar. Prøver taget samme sted, analyseret i forskellige laboratorier, føre til de samme resultater. Det betyder, at forskere vil kunne give offentligheden virkelig pålidelige oplysninger om den aktuelle koncentration af forurenende stoffer i luften.

Kendskab til den kemiske sammensætning af smogpartikler og isomerer af dets individuelle komponenter er af praktisk betydning. Med sådan præcis viden, scientists are able to more precisely identify the sources responsible for the emission of individual compounds and recreate the migration of pollutants in the atmosphere.