Μελέτη της οξειδωτικής δραστικότητας των αιωρούμενων σωματιδίων της ατμόσφαιρας
Creators: name: Σεραφείμ, Ελένη Αθανασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Οξειδωτική δραστικότητα
Δοκιμή διθειοθρεϊτόλης
Αιωρούμενα σωματίδια
Oxidative potential
DTT assay
Particulate matter

description: Το περιεχόμενο αυτής της εργασίας, αφορά τη μελέτη της οξειδωτικής δραστικότητας του αναπνεύσιμου κλάσματος των αιωρούμενων σωματιδίων αεροδυναμικής διαμέτρου ≤ 2.5μm (PM2.5) από την πόλη του Σάο Πάολο. Για τον προσδιορισμό του οξειδωτικού δυναμικού (Oxidative Potential, OP), εφαρμόσθηκε η μη-κυτταρική δοκιμή της διθειοθρεϊτόλης (DTT assay), η οποία βασίζεται στον φωτομετρικό προσδιορισμό του ρυθμού κατανάλωσης της DTT από οξειδωτικά συστατικά των σωματιδίων. Το οξειδωτικό δυναμικό ως προς τον όγκο του αέρα δειγματοληψίας (OPvDTT) υπολογίστηκε στα 1.223 ± 0.554 nmol⋅DTT/min.m3, και ως προς τη μάζα των σωματιδίων (OPmDTT) στα 0.091 ± 0.067 nmol⋅DTT/min.μg. Για τη διερεύνηση της συσχέτισης του OP με τη χημική σύσταση των σωματιδίων πραγματοποιήθηκε προσδιορισμός επιλεγμένων χημικών συστατικών που με βάση τη βιβλιογραφία θεωρούνται ότι συμβάλλουν στην οξειδωτική δραστικότητα των σωματιδίων. Συγκεκριμένα, προσδιορίσθηκε η συγκέντρωση του υδατοδιαλυτού οργανικού άνθρακα (Water Soluble Organic Carbon, WSOC), με τη χρήση αναλυτή ολικού οργανικού άνθρακα (TOC), καθώς και 12 υδατοδιαλυτών μετάλλων/μεταλλοειδών (Al, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd και Pb) με τη χρήση φασματομετρίας ICP-MS. Η μέση συγκέντρωση του WSOC υπολογίσθηκε στα 2.16 ± 1.44 μg m-3. Οι μέσες υδατοδιαλυτές συγκεντρώσεις των μετάλλων κυμάνθηκαν στα 6.90 ± 5.95 ng m-3 για το αργίλιο (Al), 0.80 ± 0.67 ng m-3 για το βανάδιο (V), 0.38 ± 0.54 ng m-3 για το χρώμιο (Cr), 1.23 ± 1.09 ng m-3 για το μαγγάνιο (Mn), 4.24 ± 3.33 ng m-3 για τον σίδηρο (Fe), 0.02 ± 0.01 ng m-3 για το κοβάλτιο (Co), 0.35 ± 0.24 ng m-3 για το νικέλιο (Ni), 63.91 ± 85.41 ng m-3 για τον χαλκό (Cu), 75.47 ± 57.58 ng m-3 για τον ψευδάργυρο (Zn), 0.34 ± 0.31 ng m-3 για το αρσενικό (As), 0.24 ± 0.22 ng m-3 για το κάδμιο (Cd) και 0.74 ± 0.68 ng m-3 για τον μόλυβδο (Pb). Η εποχική διακύμανση όλων των παραμέτρων που μελετήθηκαν δεν έδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στην ψυχρή και τη θερμή περίοδο (p &gt; 0.05). Σύμφωνα με την ανάλυση συσχέτισης, η υψηλότερη θετική συσχέτιση για τις παραμέτρους που μελετήθηκαν βάσει των ογκομετρικών τους συγκεντρώσεων, είναι μεταξύ του Mn και του Pb. Η υψηλότερη θετική συσχέτιση του OPmDTT και των παραμέτρων που μελετήθηκαν εκφρασμένων σε ng/μg και mg/μg σωματιδίων είναι μεταξύ του Ni και του V. Σύμφωνα με τους συντελεστές συσχέτισης Spearman, η παρουσία του Cr όπως και του Co, Ni, Cu, φάνηκε να επηρεάζει σε μικρό βαθμό τον ρυθμό κατανάλωσης της DTT σε στατιστικά σημαντικό επίπεδο p&lt;0.05 και p&lt;0.01 αντίστοιχα.
description: This work with the title “Study of the oxidative potential of airborne atmospheric particles”, studies the oxidative potential of the respirable fraction of particulate matter, with an aerodynamic diameter less than or equal to 2.5 μm (PΜ2.5), from the city of Sao Paulo. To determine the oxidative potential (Oxidative Potential, OP), the non-cellular dithiothreitol test (DTT assay) was applied, which is based on the photometric determination of the rate of consumption of DTT by oxidizing components of the particles. The oxidative potential relative to the volume of sampling air (OPvDTT) was calculated to be 1.223 ± 0.554 nmol⋅DTT/min.m3, and as to the particle mass (OPmDTT) at 0.091 ± 0.067 nmol⋅DTT/min.μg. To investigate the association of OP with the chemical composition of the particles, selected chemical components were identified that based on the literature are considered to contribute to the oxidative activity of the particles. Specifically, the concentration of Water-Soluble Organic Carbon (WSOC) was determined using a total organic carbon analyzer (TOC), as well as 12 water-soluble metals / metalloids (Al, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd and Pb) using ICP-MS spectrometry. The mean WSOC concentration was calculated to be 2.16 ± 1.44 μg m-3. Average water-soluble metal concentrations ranged from 6.90 ± 5.95 ng m-3 for Al, 0.80 ± 0.67 ng m-3 for V, 0.38 ± 0.54 ng m-3 for Cr, 1.23 ± 1.09 ng m-3 for Mn, 4.24 ± 3.33 ng m-3 for Fe, 0.02 ± 0.01 ng m-3 for Co, 0.35 ± 0.24 ng m-3 for Ni, 63.91 ± 85.41 ng m-3 for Cu, 75.47 ± 57.58 ng m-3 for Zn, 0.34 ± 0.31 ng m-3 for As, 0.24 ± 0.22 ng m-3 for Cd and 0.74 ± 0.68 ng m-3 for Pb. The seasonal variation of all the parameters we studied for the cold and hot period did not show a statistically significant difference (p &gt; 0.05). According to the correlation analysis, the highest positive correlation for the parameters studied based on their volumetric concentrations is between Mn and Pb. The highest positive correlation among OPmDTT and the studied parameters expressed in ng/μg and mg/μg particles is between Ni and V. According to the Spearman correlation coefficients, the presence of Cr as well as Co, Ni, Cu, appeared to have a small effect on the consumption rate of DTT at a statistically significant level p &lt;0.05 and p &lt;0.01 respectively.