Des chercheurs de plusieurs grandes institutions scientifiques de Varsovie ont collaboré pour développer un nouveau méthode extrêmement précise pour l'analyse chimique des matières particulaires en suspension comprenant le smog. La méthode, facilement adaptable dans les laboratoires modernes, détermine non seulement la composition chimique des composés, mais reconnaît même des changements dans la distribution spatiale des atomes dans les molécules.

Matières particulaires atmosphériques, populairement connu sous le nom de smog, devient de plus en plus gênant. Le smog attaque les poumons des habitants des grandes villes, et dans les pays industrialisés, c'est littéralement partout, même dans des zones forestières apparemment éloignées des agglomérations urbaines. Le smog se caractérise par une énorme richesse de composés chimiques, beaucoup d'entre eux se présentent sous des formes isomères, différant dans la distribution des atomes dans la molécule, et par conséquent aussi dans leurs propriétés chimiques. La détection de ces isomères était jusqu'à présent le point faible des techniques analytiques modernes.

Dans les pages de Chimie analytique , Des scientifiques basés à Varsovie de l'Institut de chimie physique de l'Académie polonaise des sciences (IPC PAS), l'Institut de chimie organique du PAS et l'Institut de protection de l'environnement de l'Institut national de recherche présentent une méthode d'analyse extrêmement précise des particules de smog. La nouvelle technique d'analyse peut être utilisée par n'importe quel laboratoire chimique relativement équipé de façon moderne.

« Qu'est-ce qui atteint réellement nos poumons ? Lorsque nous examinons de près des échantillons d'air, il s'avère qu'ils contiennent beaucoup d'aérosols. Dans la plupart des cas, ces particules, avec des tailles de l'ordre du micro voire du nanomètre, sont d'origine naturelle. Ce sont principalement des particules produites en quantités gigantesques par des processus atmosphériques complexes, dont les principaux moteurs sont les plantes, surtout les forêts, " dit le Dr Rafal Szmigielski, professeur à l'IPC PAS, chef de l'équipe de recherche qui s'occupe depuis des années de la chimie atmosphérique, y compris les mécanismes de formation de particules en suspension et l'évolution du smog.

La combustion de diverses substances, y compris dans les fours domestiques, les moteurs de voitures et les installations industrielles—introduit dans l'atmosphère toute une gamme de composés chimiques. Pollution anthropique, y compris les oxydes d'azote, n'est pas seulement en soi préjudiciable à la santé, son impact est accentué par le fait qu'il modifie la composition de l'atmosphère naturelle, conduisant à sa contamination permanente. Aujourd'hui, la corrélation entre l'exposition à long terme au smog et l'incidence des maladies cardiaques ou pulmonaires est très claire.

Les propriétés chimiques des molécules, surtout bio, sont déterminés non seulement par leur composition chimique elle-même, mais aussi par la structure spatiale des molécules. "Un seul composé chimique, détecté dans un aérosol par les méthodes existantes, peut en fait être tout un groupe de stéréoisomères. Ils auront tous la même composition chimique, mais en raison de la répartition différente des atomes dans la molécule, ils peuvent avoir des affinités complètement différentes, par exemple, aux protéines ou aux récepteurs cellulaires. Fonctionnellement, alors, ce seront des substances différentes ayant des effets différents sur notre santé. Tout ce zoo isomérique a jusqu'ici échappé aux yeux des chimistes, " explique le professeur Szmigielski.

Les scientifiques basés à Varsovie ont montré qu'une composition chimique très précise des aérosols atmosphériques peut être obtenue sans grande dépense financière, en utilisant des équipements déjà en service dans de nombreux laboratoires contemporains. Lors de l'analyse, divers outils de chimie analytique sont combinés. Dans cette technique analytique en tandem, le rôle clé est joué par la combinaison spécifique de la chromatographie et de la spectrométrie de masse.

"Les particules sont collectées pour la recherche à l'aide d'échantillonneurs spéciaux. Elles aspirent de l'air, qui traverse un système de buses permettant de répartir les fractions de particules d'aérosol en fonction de leur taille. Ce qui pénètre dans l'instrument atteint un disque en fibre de quartz propre sur lequel il est déposé. Puis, par extraction par solvant, les particules d'aérosol collectées sont transférées dans la solution et y sont concentrées. Dans le cadre de notre méthode, nous avons choisi, entre autres, des solvants plus efficaces pour transférer les particules vers la solution, ce qui améliore significativement les résultats obtenus par spectrométrie de masse, " explique le professeur Szmigielski.

La nouvelle méthode d'analyse des particules de smog est précise et entièrement reproductible. Des échantillons prélevés au même endroit, analysés dans différents laboratoires, conduire aux mêmes résultats. Cela signifie que les chercheurs pourront fournir au public des informations vraiment fiables sur la concentration actuelle de polluants dans l'air.

La connaissance de la composition chimique des particules de smog et des isomères de ses composants individuels est d'une importance pratique. With such accurate knowledge, 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.