La percentuale di sostanze nocive nel particolato è molto più alta di quanto si pensi

Dai problemi respiratori cronici alle malattie cardiovascolari, al diabete e alla demenza, i danni alla salute causati dall'inquinamento atmosferico da particolato sono ampi e gravi. L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) stima che oltre sei milioni di morti all'anno siano causati da una maggiore esposizione al particolato. La composizione chimica di queste minuscole particelle presenti nell'aria, provenienti da un'ampia gamma di fonti sia antropiche che naturali, è molto complessa. Quali siano le particelle che scatenano reazioni e malattie a lungo termine nell'organismo è oggetto di un'intensa attività di ricerca.

Questa ricerca si concentra su componenti particolarmente reattivi, noti agli esperti come radicali dell'ossigeno o specie reattive dell'ossigeno. Questi composti possono ossidare le biomolecole all'interno e sulla superficie delle cellule del tratto respiratorio, danneggiandole e innescando a loro volta risposte infiammatorie che hanno un impatto sull'intero organismo.

In precedenza gli esperti raccoglievano la particolare materia su filtri e analizzavano le particelle con un ritardo di giorni o settimane. "Poiché questi radicali contenenti ossigeno reagiscono così rapidamente con altre molecole, dovrebbero essere misurati senza ritardi", spiega il professor Markus Kalberer, scienziato atmosferico, spiegando l'idea alla base dello studio che lui e il suo team hanno recentemente pubblicato su Science Advances.

Misurati dall'aria in tempo reale

Il team del Dipartimento di Scienze Ambientali ha sviluppato un nuovo metodo per misurare il particolato in pochi secondi. Si tratta di raccogliere le particelle direttamente dall'aria in un liquido, dove entrano in contatto con varie sostanze chimiche. All'interno di questa soluzione, i radicali dell'ossigeno reagiscono e producono segnali di fluorescenza quantificabili.

Le misurazioni effettuate con il nuovo metodo rivelano che dal 60% al 99% dei radicali dell'ossigeno scompaiono in pochi minuti o ore. Le precedenti analisi del particolato basate sulla deposizione di filtri fornivano quindi un'immagine distorta. "Tuttavia, poiché l'errore di misurazione nel caso di analisi ritardate non è costante, non è possibile estrapolare dalle precedenti analisi basate su filtri", afferma Kalberer. La percentuale reale di sostanze nocive nel particolato è, a suo avviso, molto più alta di quanto ipotizzato in precedenza".

Secondo il ricercatore atmosferico, la sfida principale del nuovo metodo è stata quella di sviluppare uno strumento di misura che effettuasse analisi chimiche in modo autonomo e continuo in condizioni stabili non solo in laboratorio ma anche durante le misurazioni sul campo in un'ampia gamma di luoghi.

Risposte infiammatorie diverse e più forti

Inoltre, ulteriori analisi di laboratorio con cellule epiteliali dei polmoni hanno dimostrato che, in particolare, i componenti a vita breve e altamente reattivi del particolato hanno un effetto diverso da quello delle particelle analizzate con le precedenti misurazioni ritardate. I componenti reattivi a vita breve delle particelle innescano risposte infiammatorie diverse e più forti.

In una fase successiva, lo strumento di misurazione sarà ulteriormente sviluppato per ottenere una visione più approfondita della composizione e degli effetti del particolato. Kalberer spiega che: "Se riusciremo a misurare la percentuale di componenti altamente reattivi e dannosi in modo più preciso e affidabile, sarà anche possibile adottare misure di protezione migliori".