Real-time Analyse Toont Veel Hogere Aandeel Schadelijke Stoffen in Fijnstof dan Aangenomen

Verlies van Reactieve Componenten in Luchtvervuiling: Nieuwe Inzichten uit Onderzoek

Mensen die jarenlang vervuilde lucht inademen, lopen een groter risico op het ontwikkelen van verschillende ziektes. Dit wordt verondersteld te komen door de zeer reactieve componenten in fijnstof, die biologische processen in het lichaam beïnvloeden. Onderzoekers van de Universiteit van Bazel, Zwitserland, hebben nu aangetoond dat deze componenten binnen enkele uren verdwijnen, waardoor eerdere metingen de hoeveelheden waarin ze aanwezig zijn volledig onderschatten.

Van chronische ademhalingsproblemen tot hart- en vaatziekten, diabetes en dementie: de gezondheidsrisico’s van luchtvervuiling door fijnstof zijn breed en ernstig. De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) schat dat jaarlijks meer dan zes miljoen sterfgevallen te wijten zijn aan een verhoogde blootstelling aan fijnstof.

De chemische samenstelling van deze kleine deeltjes in de lucht, die afkomstig zijn van zowel antropogene als natuurlijke bronnen, is zeer complex. Welke deeltjes welke reacties en langdurige ziektes in het lichaam veroorzaken, is het onderwerp van intensief onderzoek. Dit onderzoek richt zich op bijzonder reactieve componenten, die door experts worden aangeduid als zuurstofradicalen of reactieve zuurstofsoorten. Deze verbindingen kunnen biomoleculen binnenin en op het oppervlak van cellen in de luchtwegen oxideren, waardoor ze beschadigd raken en ontstekingsreacties in het hele lichaam worden op gang gebracht.

Experts verzamelden eerder fijnstof op filters en analyseerden de deeltjes na een vertraging van dagen of weken. “Aangezien deze reactieve zuurstofsoorten zo snel reageren met andere moleculen, zouden ze onmiddellijk gemeten moeten worden,” zegt atmosferisch wetenschapper professor Markus Kalberer, die het idee achter de studie uitlegt die hij en zijn team onlangs hebben gepubliceerd.

Real-time Metingen van Fijnstof

Het team van de afdeling Milieuwetenschappen heeft een nieuwe methode ontwikkeld voor het meten van fijnstof binnen enkele seconden. Dit houdt in dat de deeltjes direct uit de lucht in een vloeistof worden verzameld, waar ze in contact komen met verschillende chemicaliën. Binnen deze oplossing reageren de zuurstofradicalen en produceren ze meetbare fluorescentiesignalen.

Metingen met de nieuwe methode onthullen dat 60% tot 99% van de zuurstofradicalen binnen enkele minuten of uren verdwijnt. Eerdere analyses van fijnstof op basis van filterafzetting gaven daardoor een vertekend beeld. “Aangezien de meetfout bij vertraagde analyses niet constant is, is het niet mogelijk om te extrapoleren vanuit eerdere filtergebaseerde analyses,” zegt Kalberer. De werkelijke proportie van schadelijke stoffen in het fijnstof is volgens hem aanzienlijk hoger dan voorheen aangenomen.

Volgens de atmosferisch onderzoeker was de belangrijkste uitdaging bij de nieuwe methode het ontwikkelen van een meetinstrument dat chemische analyses autonoom en continu uitvoert onder stabiele omstandigheden, zowel in het laboratorium als tijdens veldmetingen op verschillende locaties.

Verschillende Ontstekingsreacties

Bovendien leverden verdere laboratoriumanalyses met epitheelcellen uit de longen bewijs dat met name de kortlevende, zeer reactieve componenten van fijnstof een ander effect hebben dan de deeltjes die werden geanalyseerd met de eerdere, vertraagde metingen. De kortlevende reactieve componenten in de deeltjes triggerden verschillende en sterkere ontstekingsreacties.

In een volgende stap zal het meetinstrument verder worden ontwikkeld om diepere inzichten te verkrijgen in de samenstelling en effecten van fijnstof. Kalberer legt uit: “Als we de proportie van zeer reactieve, schadelijke componenten nauwkeuriger en betrouwbaarder kunnen meten, zullen we ook betere beschermende maatregelen kunnen nemen.”