Woda utleniona powstaje sama w powietrzu. To ona niszczy wirusy latem?
To zaskakujące. Latem w kroplach wody tworzy się nadtlenek wodoru, odkryli naukowcy. Czy to dlatego wirusy częściej atakują nas wiosną i jesienią?
Mikroskopijne kropelki są w powietrzu tam, gdzie ludzie mówią, kichają, a nawet oddychają przez usta. Większość z nas dowiedziała się o tym dopiero podczas pandemii. Nic dziwnego, bo kropelki te są bardzo małe i niewidoczne. Mają od mikrometra do dwudziestu średnicy, czyli średnicę jednej piątej ludzkiego włosa (lub dwóch i pół białych krwinek).
W 2019 roku naukowcy w pracy opublikowanej w “PNAS" odkryli, że w mikroskopijnych kropelkach powstaje samoistnie woda utleniona, czyli nadtlenek wodoru. Jest jej bardzo niewiele, raptem jedna cząsteczka na milion cząsteczek wody. Było to jednak niespodziewane odkrycie.
Nadtlenek wodoru jest dość niestabilny. To właśnie dlatego używa się go do dezynfekcji. Gdy się rozpada, powstaje cząsteczka wody i pojedynczy atom tlenu. Działa jak silny utleniacz i zabija mikroorganizmy.
Teraz (również w “PNAS") badacze donoszą, że nadtlenek wodoru powstaje nie tylko w rozpylonych w powietrzu kropelkach. Woda utleniona powstaje także, gdy mikroskopijne kropelki opadają na powierzchnie.
“Wydaje nam się, że tak dużo wiemy o wodzie, która jest jedną z najczęściej spotykanych substancji, tymczasem czeka nas lekcja pokory", mówi Richard Zare z Uniwersytetu Stanforda, współautor obu pracy.
Jak to się w ogóle dzieje? Im mniejsza objętość, tym większa powierzchnia. Objętość rośnie bowiem z sześcianem, a powierzchnia z kwadratem rozmiarów. To dlatego mysz ma większą powierzchnię ciała niż słoń (i traci więcej ciepła). Tak samo jest z kropelkami.
W przypadku mikroskopijnych kropel o wielkości mikrometrów (czyli milionowych części metra) stosunek powierzchni do objętości jest niezwykle duży. To znacząco ułatwia reakcje chemiczne. Z tego samego powodu pyły niepalnych substancji, na przykład metali, są palne (do powierzchni takiej cząsteczki może dotrzeć wystarczająco dużo tlenu).
Tak samo dzieje się z wodą. Jej mikroskopijne kropelki mają tak dużą powierzchnię (w stosunku do objętości), że łatwiej zachodzi reakcja chemiczna.
Do samoistnego powstania wody utlenionej potrzebny jest jon wodorotlenowy. To cząsteczka złożona z jednego atomu wodoru i jednego tlenu, która ma ujemny ładunek.
Takie jony wodorotlenkowe powstają w wyniku działania ładunków elektrostatycznych na powierzchniach. Nie muszą to być duże powierzchnie, na przykład blat czy stół. Wystarczą powierzchnie pyłków kurzu obecnych w powietrzu, wykazali badacze.
To zjawisko, czyli powstawanie niewielkich ilości nadtlenku wodoru w mikroskopijnych kropelkach wody podczas kontaktu z powierzchniami, może wyjaśniać pewną tajemnicę. Większość wirusów (w tym covid i grypa oraz zwykłe przeziębienia) atakuje sezonowo, wiosną i na jesieni.
Przy temperaturze 25 stopni i wilgotności względnej 50 procent, w każdym metrze sześciennym powietrza jest średnio 11,5 grama wody w postaci pary. Przy temperaturze 10 stopni i tej samej wilgotności wody jest już ponad dwukrotnie mniej, bo 4,7 grama.
Nie jest to rzecz jasna jedyny czynnik, który ogranicza aktywność wirusów. Nie bez znaczenia jest także to, że latem jest więcej słońca, a wirusom szkodzi także promieniowanie ultrafioletowe. Latem też częściej wietrzymy pomieszczenia, co zmniejsza ilość wirusów w powietrzu.
Niemniej “spontaniczna dezynfekcja" dzięki nadltenkowi wodoru powstającemu w mikroskopijnych kropelkach wody to ciekawa hipoteza. Naukowcy zapewne zbadają to odkrycie dokładniej.
