Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Smog obnażony: jest metoda precyzyjnej analizy składu pyłu zawieszonego

Recommended Posts

Atmosferyczny pył zawieszony, popularnie zwany smogiem, staje się coraz bardziej uciążliwy. Jego drobiny atakują płuca nie tylko mieszkańców dużych miast. W państwach uprzemysłowionych są obecne dosłownie wszędzie, nawet na obszarach leśnych pozornie odległych od aglomeracji miejskich.

Wszędobylski smog charakteryzuje się ogromnym bogactwem związków chemicznych, przy czym wiele z nich występuje w odmianach izomerycznych, różniących się rozmieszczeniem atomów w cząsteczce, a w konsekwencji także właściwościami chemicznymi. Detekcja tych izomerów była słabą stroną współczesnych technik analitycznych – do teraz. Na łamach czasopisma „Analytical Chemistry” warszawscy naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN), Instytutu Chemii Organicznej PAN i Instytutu Ochrony Środowiska Państwowego Instytutu Badawczego zaprezentowali metodę wyjątkowo precyzyjnej analizy drobin smogu. Nową technikę analityczną będzie mogło się posługiwać każde w miarę nowocześnie wyposażone laboratorium chemiczne.

Co tak naprawdę trafia do naszych płuc? Gdy przyjrzymy się uważnie próbkom powietrza, okaże się, że jest w nich wiele aerozoli. W większości przypadków te drobiny, o rozmiarach rzędu mikro- lub nawet nanometrów, mają pochodzenie naturalne. Są to przede wszystkim pyły wytwarzane w gigantycznych ilościach przez złożone procesy atmosferyczne, których głównym motorem są rośliny, zwłaszcza lasy, wyjaśnia dr hab. inż. Rafał Szmigielski, profesor IChF PAN, kierujący zespołem badawczym zajmującym się od lat badaniem tajników chemii atmosfery, w tym mechanizmów powstawania pyłów zawieszonych i ewolucji smogu.

Problem pojawia się, gdy na arenę zdarzeń wkracza człowiek. Spalanie różnych substancji, czy to w przydomowych piecach, czy w silnikach samochodowych, czy w obiektach przemysłowych, wprowadza do atmosfery całą gamę związków chemicznych. Zanieczyszczenia pochodzenia antropogenicznego, w tym tlenki azotu, nie tylko same są szkodliwe dla naszego zdrowia. Ich oddziaływanie jest wzmocnione przez fakt, że modyfikują skład aerozolu naturalnego, doprowadzając do jego trwałego zanieczyszczenia.

Dziś już wiadomo, że korelacja między długookresowym przebywaniem w atmosferze zanieczyszczonej smogiem a np. zachorowalnością na choroby serca czy płuc jest bardzo wyraźna. W celu określenia właściwości związku chemicznego w szkolnej chemii wystarczyło podać liczbę atomów poszczególnych pierwiastków w cząsteczce. Rzeczywistość jest bardziej skomplikowana. O cechach chemicznych cząsteczek, zwłaszcza organicznych, decyduje bowiem nie tylko sam skład chemiczny, ale także przestrzenna budowa cząsteczek. Pojedynczy związek chemiczny, wykryty w aerozolu dotychczasowymi metodami, może w rzeczywistości obejmować całą grupę stereoizomerów. Wszystkie będą miały ten sam skład chemiczny, ale z powodu innego rozmieszczenia atomów w cząsteczce mogą wykazywać zupełnie odmienne powinowactwo na przykład do białek czy receptorów komórkowych. Funkcjonalnie będą to więc różne substancje, o różnym wpływie na nasze zdrowie. Całe to izomerowe zoo dotychczas umykało oczom chemików, tłumaczy prof. Szmigielski.

Warszawscy naukowcy wykazali, że bardzo dokładny skład chemiczny aerozolu atmosferycznego można otrzymać bez wielkich nakładów finansowych, za pomocą aparatury już dziś pracującej w wielu współczesnych laboratoriach. Warunek jest jeden: podczas analizy należy umiejętnie połączyć różne narzędzia chemii analitycznej. W omawianej, tandemowej technice analitycznej podstawową rolę odgrywa specyficzne połączenie możliwości oferowanych przez dwie dość popularne techniki analityczne: chromatografię i spektrometrię mas. Pył zawieszony jest zbierany do badań za pomocą specjalnych poborników. Zasysają one powietrze, które przechodzi przez system dysz pozwalających na podział frakcji drobin aerozolu w zależności od ich wielkości. To, co przechodzi do wnętrza przyrządu, trafia na czysty krążek z włókien kwarcowych, na których się osadza. Następnie za pomocą ekstrakcji rozpuszczalnikowej zebrane drobiny aerozolu są przenoszone do roztworu i tu zagęszczane. W ramach naszej metody dobraliśmy m.in. efektywniejsze rozpuszczalniki do przenoszenia drobin do roztworu, co znacząco poprawiło wyniki otrzymywane dzięki spektrometrii mas, mówi prof. Szmigielski.

Nowa metoda analizy drobin smogu jest nie tylko dokładna. Co równie ważne, jest w pełni powtarzalna. Próbki pobrane z tego samego miejsca, analizowane w różnych laboratoriach, prowadzą do tych samych wyników. Oznacza to, że osoby zawodowo odpowiedzialne za monitorowanie środowiska będą mogły dostarczać społeczeństwu rzeczywiście wiarygodne informacje o aktualnym stężeniu zanieczyszczeń w powietrzu.

Znajomość nie tylko składu chemicznego drobin smogu, ale także izomerów tworzących go składników, ma dodatkowe, istotne znaczenie praktyczne. Dysponując tak dokładną wiedzą, naukowcy są w stanie znacznie precyzyjniej wskazać źródła odpowiedzialne za emisję poszczególnych związków oraz odtworzyć wędrówkę zanieczyszczeń w atmosferze. W badaniach, sfinansowanych z grantu konsorcyjnego OPUS Narodowego Centrum Nauki, wykorzystano próbki aerozolu atmosferycznego zebranego w stacjach pomiarowych na Diablej Górze w Puszczy Boreckiej oraz w Zielonce w Borach Tucholskich.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Też jestem za dokładnym sprawdzeniem smogu powodowanego między innymi przez geoinżynierię klimatu (chemitrails). Potem będziemy mogli ustalić co jest z pyłków drzew, wulkanów i piasków Sahary, co jest z silników samochodowych, co z elektrowni a co z samolotów robiących duże X na niebie. Jednocześnie przypominam, że już w 1978 roku Senat USA przyjął raport komisji pt. "Weather modification: programs, problems, poicy and potential" dostępny chociażby tutaj https://archive.org/details/weatificat00unit Czyli od 40-tu lat jest już powszechna wiedza o tym, że istnieją opryski służące chociażby modyfikacji pogody nie wspominając już o dokumentach z lat 90-tych mówiących o zastosowaniach militarnych takich oprysków. "National Weather Modification Policy Act of 1976" dostępnej tutaj https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/STATUTE-90/pdf/STATUTE-90-Pg2359.pdf oraz inne jak "Weather Modification Reporting Act of 1972" dostępny jest tutaj https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/STATUTE-85/pdf/STATUTE-85-Pg735.pdf Polecam też film pod tytułem: Don`t Talk About the Weather (2008) dostępny na YouTube lub tutaj https://archive.org/details/DontTalkAboutTheWeather_451. Pozdrawiam wszystkich zainteresowanych :-)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W USA stale zmniejsza się emisja większości zanieczyszczeń skutkujących formowaniem się pyłów zawieszonych PM2.5. Jednak nie jest to spadek równomierny we wszystkich sektorach gospodarki. Naukowcy z Carnegie Mellon University oraz Stanford University odkryli, że obecnie największym w USA źródłem zanieczyszczenia PM2.5 nie jest przemysł, a rolnictwo.
      Peter Tschofen, Ines L. Azavedo i Nicholas Z. Muller badali szkody wyrządzone przez emisję PM2.5, związane z tym koszty i szacowali całkowity koszt zanieczyszczenia środowiska związany z przedwczesnymi zgonami.
      Badania wykazały, że w latach 2008–2014 całkowity koszt zanieczyszczenia środowiska zmniejszył się o 20%. Pomimo, że większość działań dotyczących ochrony przed zanieczyszczeniem powietrza skupia się na przemyśle energetycznym, to obecnie zanieczyszczenia z rolnictwa są większe niż z sektora energetycznego, a rolnictwo jest największym w USA emitentem zanieczyszczeń związanych z PM2.5.
      Naukowcy podkreślają też, że cztery sektory gospodarki, w których wytwarzane jest mniej niż 20% PKB, odpowiadają za około 75% strat związanych z działalnością gospodarczą. Uczeni stwierdzili również, że największa niepewność dotycząca rachunku kosztów spowodowanych zanieczyszczeniem dotyczy tych sektorów, gdzie zanieczyszczenia powstają na poziomie gruntu, gdyż tam są one zwykle szacowane, a nie mierzone, dlatego też należy zmienić podejście do kwestii emisji zanieczyszczeń z rolnictwa i transportu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Columbia University są autorami pierwszych badań wskazujących, że niesteroidowe środki przeciwzapalne (NLPZ), takie jak aspiryna, mogą chronić płuca przed negatywnym wpływem smogu. Z wynikami badań można zapoznać się na łamach American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine.
      Naukowcy przeanalizowali dane dotyczące 2280 weteranów mieszkających w Bostonie, których poddano badaniom na funkcjonowanie płuc. Średni wiek badanych wynosił 73 lata. Uczeni poszukiwali związków pomiędzy wynikami badań, używaniem przez badanych NLPZ oraz stężeniem pyłu zawieszonego i sadzy w powietrzu w miesiącu poprzedzającym badanie. Pod uwagę wzięto szereg innych czynników, jak np. ogólny stan zdrowia badanych czy palenie papierosów. Okazało się, że używanie NLPZ o połowę zmniejszało negatywny wpływ pyłu zawieszonego na funkcjonowanie płuc badanych. Pod uwagę brano stan powietrza w dniu badania oraz na 7, 14, 21 i 28 dni przed badaniem.
      Jako, że większość z badanych przyjmowała aspirynę, naukowcy uznali, że ochronne działanie na płuca należy przypisać głównie aspirynie, chociaż stwierdzili, że warto zbadać też wpływ innych NLPZ. Obecnie mechanizm ochronny jest nieznany, jednak uczeni uważają, że przyczyny można upatrywać w tym, że NPLZ chronią przed rozwojem stanu zapalnego wywoływanego zanieczyszczonym powietrzem.
      Nasze badania sugerują, że niesteroidowe środki przeciwzapalne mogą chronić płuca przed krótkoterminowymi skokami poziomu zanieczyszczeń powietrza, mówi główny autor badań, doktor Xu Gao. Dzięki odpowiedniej polityce doszło do znaczącego postępu na drodze do zminimalizowania zanieczyszczenia powietrza, jednak nawet tam, gdzie zanieczyszczenie utrzymuje się na niskim poziomie dochodzi do licznych przypadków nagłego pogorszenia się stanu powietrza, dodaje doktor Andrea Baccarelli. Dlatego też ważne jest, byśmy opracowali sposoby na zminimalizowanie niekorzystnego wpływu takich wydarzeń. Już wcześniej doktor Baccarelli odkrył, że również witamina B wydaje się zmniejszać negatywne skutki oddychania zanieczyszczonym powietrzem.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Latem zeszłego roku Jeff Weakley z Florydy zauważył wybrzuszenie na swojej stopie. Ponieważ ostatnimi czasy więcej biegał, myślał, że to pęcherz. Początkowo w ogóle się tym nie przejął, ale gdy zmiana nadal rosła, otworzył ją i ku swojemu zaskoczeniu znalazł fragment zęba rekina, który ugryzł go w 1994 r. podczas surfowania przy Flagler Beach.
      Najpierw Weakley chciał sobie zrobić z fragmentu zęba wisiorek, w pewnym momencie przeczytał jednak, że analizując DNA z zęba wyjętego z nogi ofiary, naukowcy z Florida Program for Shark Research zidentyfikowali gatunek rekina odpowiedzialnego za pogryzienie u wybrzeży stanu Nowy Jork. Pomysł z wisiorkiem został więc błyskawicznie zarzucony i Weakley skontaktował się z Florydzkim Muzeum Historii Naturalnej.
      Byłem bardzo podekscytowany możliwością identyfikacji rekina, bo zawsze chciałem wiedzieć [co mnie wtedy ugryzło]. Przez chwilę się wahałem, bo pomyślałem, że mogą mi powiedzieć, że padłem ofiarą makreli albo ryby z rodziny belonowatych, a to byłoby naprawdę upokarzające.
      Koniec końców okazało się jednak, że mężczyzna został ugryziony przez żarłacza czarnopłetwego (Carcharhinus limbatus).
      Choć tak naprawdę właściwie nikt nie był zaskoczony wynikiem (gdy do pogryzienia dochodzi na Florydzie, często odpowiada za nie właśnie C. limbatus), czymś niespodziewanym okazał się stan samego DNA. Przez ponad 24 lata układ odpornościowy Weakleya powinien je zniszczyć, dlatego Gavin Naylor i Lei Yang, menedżer jego laboratorium, oceniali szanse na powodzenie przedsięwzięcia jako bardzo małe lub żadne. Okazało się jednak, że byli w błędzie.
      Najpierw Yang oczyścił ząb, usunął część szkliwa i wyskrobał miazgę. Potem wyekstrahował z tkanki DNA i je oczyścił. Po kilku kolejnych etapach wstępnej obróbki porównał docelowe sekwencje z 2 bazami danych genetycznych rekinów i płaszczek. W ten sposób okazało się, że Weakley, wydawca magazynu Florida Sportsman, padł ofiarą żarłacza czarnopłetwego.
      Ponieważ w ok. 70% przypadków nie wiadomo, jaki gatunek dopuścił się pogryzienia, pozyskanie dokładniejszych danych pozwoliłoby opracować nowe strategie unikania takich sytuacji - podkreśla Yang.
      Po wypadku Weakley bardzo szybko, bo w ciągu paru tygodni, wrócił do wody. Zabezpieczał tylko stopę wodoodpornym bandażem i specjalnym butem. Po ćwierćwieczu co tydzień surfuje i łowi ryby, a napotkane rekiny traktuje jak psy, które potrafią dopiec w czasie joggingu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Opracowany na Uniwersytecie w Tampere sztuczny nos pomaga neurochirurgom zidentyfikować w trakcie operacji tkankę nowotworową i precyzyjniej usunąć guzy. Wyniki badań ukazały się właśnie w Journal of Neurosurgery.
      Resekcja elektrochirurgiczna z wykorzystaniem takich narzędzi, jak nóż elektrochirurgiczny z koagulatorem czy diatermia chirurgiczna, jest obecnie bardzo rozpowszechniona w neurochirurgii. Niszczone tkanki są rozpraszane w postaci dymu operacyjnego.
      Dzięki metodzie opracowanej na Uniwersytecie w Tampere dym chirurgiczny trafia do systemu pomiarowego, który identyfikuje złośliwą tkankę i odróżnia ją od tkanki zdrowej.
      W obecnej praktyce klinicznej złotym standardem śródoperacyjnej identyfikacji guza jest badanie histopatologiczne z brzegów resekcji [ang. frozen sections] - opowiada Ilkka Haapala. Patolog ogląda wycinek pod mikroskopem, a później powiadamia o wyniku zespół operacyjny.
      Nasza metoda zapewnia obiecującą metodę identyfikacji złośliwej tkanki w czasie rzeczywistym. Pozwala też badać kilka próbek z różnych punktów guza. Dodatkowym plusem [sztucznego nosa] jest to, że można go podłączyć do aparatury już obecnej na sali operacyjnej.
      Fińska technologia bazuje na różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów DMS (od ang. differential mobility spectrometry).
      W ramach studium przeanalizowano 694 próbki tkanek; pobrano je z 28 guzów mózgu i okazów kontrolnych.
      W skład wykorzystanego do eksperymentów sztucznego nosa wchodzi system uczenia maszynowego, który analizuje związki lotne za pomocą technologii DMS, a także nóż elektrochirurgiczny.
      Biorąc pod uwagę wszystkie próbki, trafność klasyfikacyjna systemu sięgała 83%. W warunkach zawężonej analizy, kiedy glejaki porównywano do próbek kontrolnych, trafność klasyfikacyjna systemu wzrastała już jednak do 94% (czułość wynosiła 97%, a specyficzność 90%).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińscy naukowcy stworzyli przezroczystą dużą szybę, która oczyszcza powietrze w pomieszczeniach ze smogu. Szyba pokryta jest elektrodami ze srebra i nylonu, które skutecznie wyłapują pyły zawieszone PM2.5.
      Wyprodukowanie 7,5 metra kwadratowego elastycznego przezroczystego okna trwa zaledwie 20 minut, zapewniają jego twórcy z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii, którzy pracowali pod okiem Yu Shohonga. Przepuszczalność optyczna okna wynosi ponad 86%.
      Pokrywające okno elektrody mogą spełniać dwa zadania. Nie tylko oczyszczają powietrze, ale pozwalają też regulować ilość wpadającego światła. Testy wykazały, że elektrody pozostają stabilne po 10 000 cyklach zginania się, podczas gdy promień zgięcia wynosi co najmniej 2 milimetry. Ponadto po 100 cyklach filtrowania i czyszczenia elektrody wciąż są w stanie usunąć z powietrza 99,65% PM2.5.
      Chińscy uczeni mówią, że ich najnowsze osiągnięcie będzie podstawą do dalszych prac nad szybami oczyszczającymi powietrze.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...