Onderzoekers van verschillende vooraanstaande wetenschappelijke instellingen in Warschau hebben samengewerkt om een ​​nieuwe, uiterst nauwkeurige methode voor de chemische analyse van zwevend stof met smog. De methode, gemakkelijk aanpasbaar in moderne laboratoria, bepaalt niet alleen de chemische samenstelling van verbindingen, maar herkent zelfs veranderingen in de ruimtelijke verdeling van atomen in moleculen.

Atmosferische fijnstof, in de volksmond bekend als smog, wordt steeds lastiger. Smog tast de longen van de inwoners van grote steden aan, en in de geïndustrialiseerde landen, het is letterlijk overal, zelfs in bosgebieden die schijnbaar ver van stedelijke agglomeraties liggen. Smog wordt gekenmerkt door een enorme rijkdom aan chemische verbindingen, velen van hen komen voor in isomere vormen, verschillen in de verdeling van atomen in het molecuul, en dus ook in hun chemische eigenschappen. De detectie van deze isomeren was tot nu toe het zwakke punt van moderne analytische technieken.

Op de pagina's van Analytische scheikunde , Wetenschappers uit Warschau van het Instituut voor Fysische Chemie van de Poolse Academie van Wetenschappen (IPC PAS), het Institute of Organic Chemistry van de PAS en het Institute of Environmental Protection van het National Research Institute presenteren een methode voor uiterst nauwkeurige analyse van smogdeeltjes. De nieuwe analysetechniek kan door elk relatief modern uitgerust chemisch laboratorium worden gebruikt.

"Wat bereikt onze longen echt? Als we goed naar luchtmonsters kijken, het blijkt dat ze veel spuitbussen bevatten. In de meeste gevallen, deze deeltjes, met afmetingen in de orde van micro- of zelfs nanometers, zijn van natuurlijke oorsprong. Dit zijn voornamelijk deeltjes die in gigantische hoeveelheden worden geproduceerd door complexe atmosferische processen, waarvan de belangrijkste drijfveren fabrieken zijn, vooral bossen, " zegt Dr. Rafal Szmigielski, hoogleraar aan de IPC PAS, hoofd van het onderzoeksteam dat zich al jaren bezighoudt met atmosferische chemie, inclusief de mechanismen van de vorming van zwevende deeltjes en de evolutie van smog.

De verbranding van verschillende stoffen, ook in huishoudelijke ovens, automotoren en industriële installaties - introduceert een hele reeks chemische verbindingen in de atmosfeer. Antropogene vervuiling, inclusief stikstofoxiden, is niet alleen schadelijk voor de gezondheid, de impact ervan wordt versterkt door het feit dat het de samenstelling van de natuurlijke atmosfeer wijzigt, leidt tot blijvende besmetting. Vandaag, de correlatie tussen langdurige blootstelling aan smog en de incidentie van hart- of longziekte is heel duidelijk.

De chemische eigenschappen van moleculen, vooral biologische, worden niet alleen bepaald door hun chemische samenstelling zelf, maar ook door de ruimtelijke structuur van de moleculen. "Een enkele chemische verbinding, gedetecteerd in een aerosol door bestaande methoden, kan eigenlijk een hele groep stereo-isomeren zijn. Ze hebben allemaal dezelfde chemische samenstelling, maar vanwege de verschillende verdeling van atomen in het molecuul, ze kunnen totaal verschillende affiniteiten hebben, bijvoorbeeld, aan eiwitten of celreceptoren. functioneel, dan, het zullen verschillende stoffen zijn met verschillende effecten op onze gezondheid. Deze hele isomere dierentuin is tot nu toe aan de ogen van chemici ontsnapt, " legt prof. Szmigielski uit.

De in Warschau gevestigde wetenschappers hebben aangetoond dat een zeer nauwkeurige chemische samenstelling van atmosferische aerosolen kan worden verkregen zonder grote financiële uitgaven, met behulp van apparatuur die al in veel hedendaagse laboratoria werkt. Tijdens de analyse, verschillende analytische scheikundige instrumenten worden gecombineerd. Bij deze tandemanalysetechniek de sleutelrol wordt gespeeld door de specifieke combinatie van chromatografie en massaspectrometrie.

“Voor onderzoek wordt fijnstof verzameld met speciale samplers. Die zuigen lucht aan, die door een systeem van mondstukken gaat, waardoor de aerosoldeeltjesfracties kunnen worden verdeeld, afhankelijk van hun grootte. Wat het instrument binnenkomt, bereikt een schone schijf van kwartsvezel waarop het wordt afgezet. Vervolgens, door middel van oplosmiddelextractie, de verzamelde aerosoldeeltjes worden overgebracht naar de oplossing en daar geconcentreerd. Als onderdeel van onze methode, wij kozen, onder andere, effectievere oplosmiddelen voor het overbrengen van deeltjes naar de oplossing, die de resultaten van massaspectrometrie aanzienlijk verbeterden, " legt prof. Szmigielski uit.

De nieuwe methode om smogdeeltjes te analyseren is nauwkeurig en volledig reproduceerbaar. Monsters genomen van dezelfde plaats, geanalyseerd in verschillende laboratoria, leiden tot dezelfde resultaten. Dit betekent dat onderzoekers het publiek echt betrouwbare informatie kunnen geven over de huidige concentratie van verontreinigende stoffen in de lucht.

Kennis van de chemische samenstelling van smogdeeltjes en de isomeren van de afzonderlijke componenten is van praktisch belang. Met zo'n nauwkeurige kennis, 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.