Ежегодно воздействие взвешенных в воздухе твердых частиц диаметром менее 2,5 мкм (PM2.5), приводит к миллионам преждевременных смертей во всем мире. Давно известно, что эти крошечные частицы, незаметные человеческому глазу, представляют серьезную угрозу для общественного здравоохранения. Однако новаторское исследование, проведенное исследователями из Технологического института Джорджии, раскрыло еще одну сторону разрушительного воздействия PM2.5 на здоровье человека.
Органические аэрозоли, основной компонент PM2.5, представляют собой серьезную проблему из-за их сложного химического состава, что затрудняет оценку их токсичности. Исследование, опубликованное в журнале Environmental Science and Technology, выдвигает на первый план ужасное открытие: окисленные органические аэрозоли (OOA) являются наиболее токсичными среди различных типов органических аэрозолей, присутствующих в PM2.5.
– Окисленные органические аэрозоли являются наиболее распространенным типом органических аэрозолей во всем мире, — отметила профессор Школы химической и биомолекулярной инженерии Технологического института Джорджии и Школы наук о Земле и атмосфере Нга Ли (Салли) Нг. – Например, когда дым лесных пожаров вступает в реакцию в атмосфере, образуется OOA.
Чтобы выяснить токсичность OOA, исследователи использовали передовые методы, такие как масс-спектрометрия, для анализа химического состава PM2.5. Одновременно они измерили выработку активных форм кислорода (АФК) в альвеолярных клетках, что является прямым следствием воздействия загрязнения.
АФК – это молекулы, способные вызывать окислительный стресс и повреждение клеток, что потенциально может привести к целому ряду проблем со здоровьем, включая сердечно-легочные заболевания. Чтобы понять механизмы, лежащие в основе окислительного стресса, вызванного PM2.5, исследователи использовали клеточные анализы, которые позволили им измерить как химически, так и биологически генерируемые АФК.
Исследование показало, что высоконенасыщенные соединения, содержащие двойные связи углерод-кислород и ароматические кольца в составе ОА, являются основными факторами производства клеточных АФК, что способствует пониманию химических особенностей окружающих органических аэрозолей, которые делают их токсичными.
По словам ведущего автора исследования Фобанга Лю, ландшафт органических аэрозолей эволюционирует. Например, ожидается, что сжигание биомассы станет приоритетным источником OOA в связи с растущей тенденцией лесных пожаров. А характерной особенностью ООА, образующихся при сжигании биомассы, является высокая доля насыщенных кислородом ароматических соединений. Следовательно, органические аэрозоли могут стать более токсичными в будущем.
Исследователи подчеркивают настоятельную необходимость междисциплинарного сотрудничества между экспертами в области химии атмосферы, токсикологии, эпидемиологии и биотехнологии для эффективного решения глобального кризиса загрязнения воздуха.
– ООА являются суррогатом вторичных органических аэрозолей, – подчеркнул профессор Нг. – Вторичные органические аэрозоли повсеместно распространены и в изобилии присутствуют в атмосфере, поэтому нам необходимо понимать их источники и химическую обработку при разработке эффективных стратегий по смягчению воздействия PM 2,5 на здоровье.
Ученые отмечают, что разнообразие типов органических аэрозолей в разных регионах из-за различных источников выбросов и атмосферных условий подчеркивает важность долгосрочных измерений, охватывающих широкий спектр географических районов. Такие усилия необходимы для углубления нашего понимания воздействия PM2.5 на здоровье.