Głównym źródłem unoszącego się powszechnie w naszym otoczeniu pyłu zawieszonego są – obok silników samochodowych i palenisk – drzewa - głosi raport opublikowany w czasopiśmie "Chemical Reviews". Praca, przygotowana przy współudziale naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej PAN, zwraca uwagę na problemy z rozpoznaniem chemicznej złożoności pyłu zawieszonego i skomplikowanych ścieżek reakcji prowadzących do jego powstawania. Podkreśla, że uzupełnienie tych luk jest kluczowe dla pełnego zrozumienia wpływu tego pyłu na ludzkie zdrowie, jakość życia oraz zmiany klimatyczne na Ziemi.
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 krwiobiegu. Informacja o tym, co tak naprawdę wdychamy, ma więc absolutnie kluczowe znaczenie dla naszego życia - zauważa współautor raportu dr inż. Rafał Szmigielski z IChF PAN. Prócz Polaków przygotowali go naukowcy z USA oraz Belgii, Danii, Finlandii, Francji, Niemiec, Norwegii, Słowenii, Wielkiej Brytanii, Włoch i Szwajcarii.
Pył zawieszony to aerozol, czyli rozproszony w powietrzu układ wielu drobin stałych lub ciekłych o średnicach nie większych niż kilka mikrometrów. 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.
Zastosowanie nowoczesnych, ultraczułych technik analitycznych: chromatografii cieczowej i spektrometrii mas pozwoliło naukowcom lepiej zrozumieć interakcje zachodzące w atmosferze między zawartymi w niej substancjami gazowymi a formującymi się drobinami pyłu. Chromatografia cieczowa umożliwia nam rozdzielanie mieszanin związków organicznych na składniki, a dzięki spektrometrii mas możemy wyznaczyć masę cząsteczkową badanego związku, ustalić jego skład pierwiastkowy i odtworzyć jego strukturę chemiczną - tłumaczy dr Szmigielski.
W miastach rolę zarodków, wyłapujących kolejne substancje chemiczne z otoczenia, pełnią m.in. kurz oraz kancerogenne drobiny sadzy powstającej wskutek procesów spalania śmieci i zawarte w spalinach, zwłaszcza wydzielanych przez zimne silniki Diesla. Ale 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 tych związków pełnią rolę zarodków, wokół których kondensują m.in. szkodliwe substancje chemiczne pochodzące z działalności człowieka.
Raport zwraca uwagę, że 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.
W przypadku aerozoli tworzących się w wielkich miastach mamy do czynienia z bogatym koktajlem naprawdę szkodliwych substancji chemicznych, którym oddychamy przez całe życie. Nasza ekspozycja jest ciągła, co oznacza, że szkodliwe mogą się okazać nawet stosunkowo niewielkie stężenia pyłu - mówi dr Szmigielski i podkreśla, jak ważna jest edukacja na temat zagrożeń i potrzeby ich monitorowania.
Grzegorz Jasiński
Na podstawie materiałów prasowych IChF PAN.