I ricercatori di diverse importanti istituzioni scientifiche di Varsavia hanno collaborato allo sviluppo di un nuovo, metodo estremamente preciso per l'analisi chimica del particolato sospeso comprendente smog. Il metodo, facilmente adattabile nei moderni laboratori, non solo determina la composizione chimica dei composti, ma riconosce anche i cambiamenti nella distribuzione spaziale degli atomi nelle molecole.

Particolato atmosferico, popolarmente conosciuto come smog, sta diventando sempre più problematico. Lo smog attacca i polmoni degli abitanti delle grandi città, e nei paesi industrializzati, è letteralmente ovunque, anche in aree forestali apparentemente distanti dagli agglomerati urbani. Lo smog è caratterizzato da un'enorme ricchezza di composti chimici, molti di loro si verificano in forme isomeriche, diversa nella distribuzione degli atomi nella molecola, e di conseguenza anche nelle loro proprietà chimiche. Il rilevamento di questi isomeri era il punto debole delle moderne tecniche analitiche, fino ad ora.

Nelle pagine di Chimica analitica , Scienziati con sede a Varsavia dell'Istituto di chimica fisica dell'Accademia polacca delle scienze (IPC PAS), l'Istituto di Chimica Organica della PAS e l'Istituto di Protezione Ambientale dell'Istituto Nazionale delle Ricerche presentano un metodo di analisi estremamente preciso delle particelle di smog. La nuova tecnica analitica può essere utilizzata da qualsiasi laboratorio chimico relativamente modernamente attrezzato.

"Cosa sta realmente raggiungendo i nostri polmoni? Quando osserviamo da vicino i campioni d'aria, si scopre che contengono molti aerosol. Nella maggior parte dei casi, queste particelle, con dimensioni dell'ordine di micro o addirittura nanometri, sono di origine naturale. Si tratta principalmente di particelle prodotte in quantità gigantesche da complessi processi atmosferici, i cui driver principali sono gli impianti, soprattutto boschi, " dice il dottor Rafal Szmigielski, professore all'IPC PAS, capo del gruppo di ricerca che da anni si occupa di chimica atmosferica, compresi i meccanismi di formazione del particolato sospeso e l'evoluzione dello smog.

La combustione di varie sostanze, anche nei forni domestici, motori di automobili e impianti industriali:introduce nell'atmosfera un'intera gamma di composti chimici. Inquinamento antropogenico, compresi gli ossidi di azoto, non è solo di per sé dannoso per la salute, il suo impatto è accentuato dal fatto che modifica la composizione dell'atmosfera naturale, portando alla sua contaminazione permanente. Oggi, la correlazione tra l'esposizione a lungo termine allo smog e l'incidenza di malattie cardiache o polmonari è molto chiara.

Le proprietà chimiche delle molecole, soprattutto quelli biologici, sono determinati non solo dalla loro composizione chimica stessa, ma anche dalla struttura spaziale delle molecole. "Un singolo composto chimico, rilevata in un aerosol con i metodi esistenti, potrebbe effettivamente essere un intero gruppo di stereoisomeri. Avranno tutti la stessa composizione chimica, ma a causa della diversa distribuzione degli atomi nella molecola, possono avere affinità completamente diverse, Per esempio, alle proteine ​​o ai recettori cellulari. Funzionalmente, poi, saranno sostanze diverse con effetti diversi sulla nostra salute. Questo intero zoo isomerico è finora sfuggito agli occhi dei chimici, " spiega il prof. Szmigielski.

Gli scienziati con sede a Varsavia hanno dimostrato che una composizione chimica molto accurata degli aerosol atmosferici può essere ottenuta senza grandi spese finanziarie, utilizzando apparecchiature già operanti in molti laboratori contemporanei. Durante l'analisi, vari strumenti di chimica analitica sono combinati. In questa tecnica analitica tandem, il ruolo chiave è giocato dalla combinazione specifica di cromatografia e spettrometria di massa.

"Il particolato viene raccolto per la ricerca utilizzando campionatori speciali. Aspirano aria, che passa attraverso un sistema di ugelli che consentono di suddividere le frazioni di particelle di aerosol in funzione della loro dimensione. Ciò che entra nello strumento raggiunge un disco di fibra di quarzo pulito su cui si deposita. Quindi, mediante estrazione con solvente, le particelle di aerosol raccolte vengono trasferite nella soluzione e lì concentrate. Come parte del nostro metodo, abbiamo scelto, tra gli altri, solventi più efficaci per trasferire le particelle alla soluzione, che ha notevolmente migliorato i risultati ottenuti dalla spettrometria di massa, " spiega il prof. Szmigielski.

Il nuovo metodo di analisi delle particelle di smog è accurato e completamente riproducibile. Campioni prelevati dallo stesso luogo, analizzati in diversi laboratori, portare agli stessi risultati. Ciò significa che i ricercatori saranno in grado di fornire al pubblico informazioni veramente affidabili sull'attuale concentrazione di inquinanti nell'aria.

La conoscenza della composizione chimica delle particelle di smog e degli isomeri dei suoi singoli componenti è di importanza pratica. Con una conoscenza così accurata, 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.