Η «ταυτότητα» της γύρης στον αέρα της Αθήνας

Μια πρωτοποριακή μέθοδος καταγραφής και ταυτοποίησης αιωρούμενων σωματιδίων γύρης και μικροβίων εφαρμόστηκε για πρώτη φορά σε παγκόσμια κλίμακα στην ατμόσφαιρα της Αθήνας, δίνοντας τη δυνατότητα άμεσης ενημέρωσης του πληθυσμού για την παρουσία στον αέρα που αναπνέουμε παραγόντων που προκαλούν προβλήματα υγείας. Ερευνητές, χρησιμοποιώντας συσκευές Lidar (τηλεπισκόπησης), έβαλαν στόχο τη μελέτη των αιωρούμενων σωματιδίων βιολογικού ενδιαφέροντος, και μάλιστα στον αέρα (σε ύψη από 50 έως 500 μέτρα) και όχι στο έδαφος.

«Μέχρι τώρα υπήρχαν αναλύσεις και καταγραφές μόνο στο έδαφος, σε συγκεκριμένα σημεία που επιλέγονταν, δηλαδή αποτελούσαν αποκλειστικά σημειακές μετρήσεις. Ετσι, όμως, δεν μπορούμε να έχουμε μια συνολική εικόνα. Η μέθοδος που εφαρμόσαμε είναι πρωτοποριακή και οδηγεί σε ταυτόχρονη χωροχρονική αποτύπωση καθ’ ύψος και ταυτοποίηση των βιοσωματιδίων», λέει στην «Κ» ο καθηγητής κ. Αλέξανδρος Παπαγιάννης, διευθυντής του Εργαστηρίου Οπτοηλεκτρονικής, Lasers και Εφαρμογών τους, στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο.

Το σημαντικό είναι ότι η ερευνητική ομάδα πέτυχε την ταυτοποίηση των διαφόρων βιοσωματιδίων που αιωρούνται, αναλύοντας, για παράδειγμα, τι ποσοστό των μικροσωματιδίων που καταγράφεται αφορά τη γύρη που προέρχεται από πεύκο, κυπαρίσσι, ελιά ή είναι ερημική σκόνη κ.λπ. «Υπάρχουν πάρα πολλοί άνθρωποι που πάσχουν από αλλεργίες, επομένως ακόμα και πολύ μικρές συγκεντρώσεις γυρεόκοκκων στον αέρα μπορεί να προκαλούν αναπνευστικά προβλήματα, με αποτέλεσμα να υπάρχει πλήθος επισκέψεων στα εξωτερικά ιατρεία των νοσοκομείων», λέει ο καθηγητής του ΕΜΠ. Επίσης, σύμφωνα με τον κ. Παπαγιάννη, μεταξύ των αιωρούμενων μικροσωματιδίων υπάρχουν και πολλά μικρόβια και βακτήρια, είτε «αθώα» είτε, σε ορισμένες περιπτώσεις, προβληματικά για την υγεία, όπως το μικρόβιο της μηνιγγίτιδας, που μεταφέρεται μαζί με την αφρικανική σκόνη από την έρημο Σαχάρα.

Τα σωματίδια που καταγράφονται είναι εξαιρετικά μικρά, μερικών μικρομέτρων ή ακόμα και νανομέτρων. Πώς γίνεται όμως η καταγραφή και –πολύ περισσότερο– η ταυτοποίηση των σωματιδίων; Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μέθοδο φθορισμού, «σαρώνοντας» την ατμόσφαιρα με ακτίνες λέιζερ. «Μέσω του φθορισμού, κάθε διαφορετικό σωματίδιο απαντά στο δικό του φάσμα, βάζει την υπογραφή του, θα λέγαμε, και αποκαλύπτει τη δική του ιδιαίτερη ταυτότητα. Μπορούμε έτσι, με τη χρήση καινούργιων και καινοτόμων οργάνων και των κατάλληλων μαθηματικών αλγορίθμων, να τα κατατάξουμε σχεδόν σε άμεσο χρόνο», εξηγεί ο κ. Παπαγιάννης.

Προς το παρόν, η μέθοδος αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο τη νύχτα, ωστόσο οι ερευνητές σημειώνουν ότι τα ευρήματα δεν διαφοροποιούνται συνήθως ιδιαίτερα μέχρι τις πρωινές ώρες. «Εξάλλου, στις περιπτώσεις αλλεργιών, δεν παίζει ιδιαίτερο ρόλο η ποσότητα, αλλά η παρουσία του αλλεργιογόνου στοιχείου», σημειώνουν.

Οι βασικές μετρήσεις για το έργο πραγματοποιήθηκαν στο διάστημα Μαρτίου – Μαΐου 2018, τους μήνες που είναι πιο έντονη η παρουσία γύρης στην ατμόσφαιρα. Μετά την επεξεργασία των στοιχείων πραγματοποιήθηκε δημοσίευση, προ λίγων ημερών, στο περιοδικό «Science of the Total Environment». Συντελεστές του έργου ήταν από το ΕΜΠ οι Στέφανος Ρίτσαρντσον (κύριος ερευνητής), Μιχάλης Μυτιληναίος, Ρωμανός Φοσκίνης και από το Πανεπιστήμιο Αθηνών οι Χριστίνα Κύρου, Ιωάννα Πυρρή, Ελένη Γιαννούτσου και Ιωάννης Αδαμάκης, ενώ την επιστημονική καθοδήγηση είχε ο Αλ. Παπαγιάννης.

Πέρυσι την άνοιξη οι μετρήσεις κατέγραψαν, με διαφοροποιήσεις ανάλογα με την ημέρα, μια ισχυρή παρουσία γύρης πεύκου (ορισμένες ημέρες έφθανε και το 50% του συνόλου των σωματιδίων), γύρης ελιάς (συχνά 20%-30%), αλλά και μικροβίων, όπως alternaria, cladosporium και άλλα. Τις ημέρες που υπήρχε έντονη μεταφορά ερημικής σκόνης, τα συγκεκριμένα μικροσωματίδια κυριαρχούσαν στη σύνθεση που μελετήθηκε. «Είναι πολύ σημαντικό το ότι πρώτη φορά διεθνώς γίνεται καταγραφή και κυρίως ταυτοποίηση των αιωρούμενων μικροσωματιδίων με βιολογικό ενδιαφέρον. Το επόμενο βήμα θα είναι ο υπολογισμός των συγκεντρώσεων κάθε στοιχείου στο μελετούμενο δείγμα αέρα», σημειώνει ο κ. Παπαγιάννης. Στόχος είναι η ένταξη των συγκεκριμένων πληροφοριών σε ένα σύστημα που θα ενημερώνει άμεσα και διαρκώς τους πολίτες για την ποιότητα της ατμόσφαιρας. Ετσι, θα μπορούν να προφυλαχθούν όσοι έχουν αλλεργία σε συγκεκριμένους παράγοντες. Επίσης, θα μπορούσε να καταγραφεί μια ισχυρή μεταφορά μικροβιακού στοιχείου, ώστε να ληφθούν τα ανάλογα προληπτικά μέτρα.

Το συγκεκριμένο έργο εντάσσεται στην προσπάθεια για τη δημιουργία μιας συνολικής πανελλαδικής υποδομής για τη μελέτη της ατμοσφαιρικής σύστασης και κλιματικής αλλαγής, στο πλαίσιο του ερευνητικού έργου του ΕΣΠΑ που ονομάζεται ΠΑΝΑΚΕΙΑ/PANACEA και ήδη έχει θετική συμβολή στη μελέτη της ατμόσφαιρας και στην ενημέρωση πολιτείας και πολιτών – για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της πρόσφατης πυρκαγιάς στην Εύβοια.