你能闻到烟味吗?

哈菲兹·阿卜杜勒·阿兹^一个和安东尼·n·戴维斯^{b, c}

^一个中心的分析和合成、化学系、理学院,瑞典隆德大学。电子邮件:(电子邮件保护)
^b专家能力,测量和分析科学,Nouryon代芬特尔、荷兰
^c国家电力、可持续环境研究中心、学院计算、工程和科学,英国南威尔士大学

哈菲兹·阿卜杜勒·阿兹最近从他在大气气溶胶的工作提出了一些有趣的结果。捕获后,他将与色谱分离提取工艺的优化和质量光谱检测识别各种污染源排放标记指纹。¹这方面的一个分拆工作已经使用一个特定的生物标志物从纤维素燃烧可能警告低热闷的,例如,农业散装存储材料。

气溶胶罐的不只是出来!

大气气溶胶无处不在。他们是非常小的粒子的混合物和液体液滴的大小意味着他们可以在大气中运输巨大的距离,改变他们的化学成分接触,例如,紫外线和臭氧在其一生中。你接触过气溶胶一生,和他们的起源(人造或天然)影响他们如何与你的身体。观察哪些分子编造这样的气溶胶在很大程度上依赖于最初的来源。气溶胶形成的农业生物质废物的燃烧(或非法砍伐燃烧操作在热带雨林!),例如,那些从机动车不同,商业运输或在建筑物供暖系统。

作为人类,我们需要有兴趣和意识到自己的存在和活动在我们的环境中可能有潜在的严重的健康问题。非常小的规模意味着他们可以很容易地获得我们的肺。但是,双胞胎的父母都有呼吸困难在他们的早期,我知道气溶胶可以使用非常实益作为一种简单的方式进行少量的药物到肺部深处的婴儿和小孩,存放这些药物在正确的位置是最有效的气道的重新开张。^{2 - 6}

大小是一切!

并不是所有的气溶胶进入肺部的下游。我们整个气道从鼻子一直到小肺泡空间充斥着我们的防御机制对受污染的空气。这些服务清理污染物在之前我们呼吸空气达到最里面的部分我们的肺。在健康人类,没有摧毁了这些防御系统,例如,吸烟或在受污染的环境中工作了很长一段时间,有几个不同的防御机制针对不同大小的污染物。从你的鼻毛,进展到上面的呼吸道,较大的气溶胶粒子,10µm或更大,往往是停在墙碰撞。他们大质量和快速气流速度意味着他们”t的曲线和弯曲你的航空公司。较重的颗粒,使其过去的这些障碍可以失去重力控制的气流减慢你的气道。你的防御机制包括陷阱,如小毛发状纤毛,鼻涕和咳嗽反射。体积小、重量轻气溶胶可以让它过去的身体的防御系统。然而,如果它们太小了(0.5 - 5µm),低压空气流中的布朗运动在肺部可能意味着较低的地区他们呆在肺部的气道不与墙壁碰撞,只是等待呼气时排出。在这两个极端之间,气溶胶含有药物(或不必要的污染物质)可以让它过去你的防御和最终进入支气管和肺泡。

确定气溶胶的起源

分析气溶胶的化学物质的能力不仅可以提供重要的信息在我们呼吸的潜在毒性,而且这些化学物质的分布可以提供重要的信息在气溶胶的起源。¹

例如,酚类化合物和糖表明气溶胶形成的生物质燃烧而羧酸、聚芳碳氢化合物,根据物种鉴定,表明人类活动,机动车排放或烧煤等化石燃料的使用。

哈菲兹调查最好的样品制备方法如超临界流体萃取、液-液微萃取或中空纤维液相微萃取和集中在液相色谱法,超临界流体色谱法或气相色谱/质谱分析(在必要时derivatisation)进行数据收集和分析导致个人的识别标记在气溶胶物质。放射标记指纹可以高度多样化的化学性质,不幸的是没有一体化的解决方案,可用于检测他们在同一时间。它需要核心分析化学技能和获得许多仪器的技术综合研究各种放射标记指纹。

然而,可能表明更快、更便宜、更环保的方法分析某些感兴趣的排放指标,根据它们的化学性质。例如,热解吸用连字符连接以气相色谱/质谱可以用来研究某些糖类。手持便携式采样可用在市场上获取气溶胶在解吸管。这些管子可以放置在一个热解吸装置和分析在线derivatisation紧随其后的是在线气相色谱/质谱分析(图1)。

图1所示。说明热解吸用连字符连接的各个步骤的气相色谱/质谱分析,调整和修改Materic et al。⁷

这又将我们带回一个名为左旋葡聚糖的糖。这种示踪化合物一直被视为一个理想的标记物质的生物质燃烧干馏物含有大量的糖。

这是这个想法…我们,作为一个社会,被迫远离石油燃料来源越多,我们需要保留和存储选择可持续生物质秸秆浪费。我们等待更长更大的灾难性火灾引起的未被发现的风险slow-temperature燃烧条件存储材料。这些低温,阴燃火灾可能发生自发并能迅速升级为巨大的问题是当材料移动处理期间和接触新鲜无限的氧气供应。

一个挑战

…这是一个挑战,我们显然不能部署成千上万用连字符连接示例质谱仪分析气相色谱高规模的实验室分析系统中使用这种方法优化研究中,我们需要专门chemical-specific传感器监测环境如上面描述的以非常低的成本来补充没有烟雾探测器。因为我们需要很迫切“嗅觉”闷低温火灾而不是等待不存在烟烟雾探测器,那时可能太晚!马德森和哈菲兹气溶胶签名的概念验证,发现左旋葡聚糖的形式从闷火,可以用于早期检测的闷火。⁸需要专门的电子鼻和传感器实时检测燃烧。

引用

1. H.A.阿兹,提取和色谱大气气溶胶的排放目标标记。瑞典隆德大学的博士论文,(2018)。http://portal.research.lu.se/portal/en/publications/extraction-and-chromatography-of-targeted-emission-markers-in-atmospheric-aerosols (d693cbe3 - 8157 - 46 - e6 - 8241 - 8 b6c02a92810) . html
2. 自动跟踪Tena和电脑克拉拉,“吸入粒子沉积在肺”,档案。Bronconeumol。48 (7),221 - 264 (2012)。https://doi.org/10.1016/j.arbr.2012.02.006
3. 随机变数Lourenco和大肠Cotromanes临床气溶胶。即气溶胶特征及其诊断使用”,拱门。实习生。地中海。142年,2163 - 2172 (1982)。https://doi.org/10.1001/archinte.1982.00340250127019
4. j . Heyder“粒子传输到人工气道表面”,欧元。j .和。说。63年,29-50 (1982)。
5. 气溶胶。美国药典,Webcom有限(2006)。
6. W.F.杰克逊,Nebulised布地奈德治疗哮喘。科学和实用的审查。阿斯特拉德拉科AB (1995)。
7. d . Materic d . Bruhn c·特纳g·摩根,n .梅森和诉Gauci”方法在植物叶的挥发性有机化合物研究”,达成。植物科学。3 (12),1500044 (2015)。https://doi.org/10.3732/apps.1500044
8. d·马德森H.A.阿兹,m . Sandahl hust和pv他,闷火“左旋葡聚糖作为示踪剂”,火科技。54岁,1871 - 1885 (2018)。https://doi.org/10.1007/s10694 - 018 - 0773 - 4