Χημική Ανάλυση
μιας καταστροφής
του Δρ. Νικολάου Κ. Ευαγγελίου
– χημικού, MSc, PhD
Με την κατάρρευση των Δίδυμων Πύργων του Παγκόσμιου Κέντρου Εμπορίου στη Νέα Υόρκη την 11η Σεπτεμβρίου του 2001 περισσότεροι από 1 εκατομμύριο τόνοι σκόνης τύλιξαν το Μανχάταν. Και οι φλόγες, που εξακολούθησαν να υπάρχουν στο «Σημείο Μηδέν» μέχρι το Δεκέμβριο δημιούργησαν ένα σύννεφο καπνού ανιχνεύσιμου από το διάστημα!
Τα αερολύματα, που μπορούσαν να παρατηρηθούν και να οσμιστούν, ήταν ανεκτίμητης έκτασης, ακόμη και πολύ μετά από την επίθεση στο Παγκόσμιο Κέντρο Εμπορίου. Ευτυχώς, όμως, η ύπαρξη τους είναι πρόσκαιρη. Αν και ήταν επιζήμιο για τις επιστημονικές ομάδες, που αμέσως συγκροτήθηκαν, χρησιμοποιώντας χρόνο και χρήμα για να συλλέξουν δεδομένα για τον αέρα, καθώς και αέρια δείγματα, λίγοι γνωρίζουν για τα αερολύματα των Δίδυμων Πύργων.
Πολλοί από τους επιστήμονες, που ανέλυσαν και έλεγξαν τον αέρα στο «Σημείο Μηδέν» συγκάλεσαν ένα συμπόσιο στη Νέα Υόρκη για να συζητήσουν τα αποτελέσματα τους. Περιέγραψαν, λοιπόν, τη σύνθεση της σκόνης, σημείωσαν από πού ακριβώς προερχόταν, καθώς και ποιες από τις ιδιότητες της οδήγησαν στο λεγόμενο «βήχα των Δίδυμων Πύργων». Περιέγραψαν το σύννεφο της σκόνης, καθώς και πώς ορισμένα καιρικά πρότυπα της Νέας Υόρκης επηρέασαν τις κινήσεις του. Τέλος, διαμάχησαν για το πόση από τη ρύπανση του Μανχάταν μπορούσε να αποδοθεί στο σύννεφο της σκόνης.
Η απουσία επαρκούς εικόνας έχει οδηγήσει σε σύγκρουση τους επιστήμονες και έχει δημιουργήσει σύγχυση στο ευρύ κοινό γύρω από τα αερολύματα του Παγκόσμιου Κέντρου Εμπορίου, καθώς και πόσο ασφαλές είναι να τα αναπνέουν. Πολλοί επιστήμονες διαφωνούν για το αν έχουν αρκετές γνώσεις να κάνουν δηλώσεις για το αν τα αερολύματα του Παγκόσμιου Κέντρου Εμπορίου είναι ασφαλή. Το μοναδικό που γνωρίζουν είναι ότι κανείς δεν έχει πεθάνει από την έκθεση στη σκόνη. Η κατάρρευση των Δίδυμων Πύργων είναι ακόμη πρόσφατη, γι’ αυτό θα χρειαστούν πολλά χρόνια ακόμη για να συλλεχθούν όλα τα δεδομένα.
Τις πρώτες τέσσερις ώρες απ’ τη στιγμή που τα δύο αεροπλάνα κατέπεσαν στους Δίδυμους Πύργους ένα μαζικό σύννεφο καπνού και σκόνης, που οφειλόταν στις εκρήξεις και στην κατάρρευση που ακολούθησε, γέμισε τον αέρα. «Ουσιαστικά επήλθε συσκότιση», τόνισαν πολλοί επιστήμονες. Η σκόνη βαθμιαία συγκεντρώθηκε, ανυψώθηκε και επανασυγκεντρώθηκε στα ψηλότερα σημεία της τροπόσφαιρας, στη διάρκεια των επόμενων ημερών. Την 4η και 5η μέρα έβρεξε και η σκόνη κατακρημνίστηκε. Οι φλόγες συνέχισαν να καίνε και το πάνω μέρος της φλόγας άρχισε να πιέζεται προς τα κάτω. Την 13η μέρα οι προσπάθειες διάσωσης και αναζήτησης εγκαταλείφθηκαν, οι μηχανές άρχισαν να εργάζονται με αποτέλεσμα η περιοχή να μετατραπεί σε κατασκευαστική ζώνη. Το σύννεφο του καπνού απ’ το σημείο μηδέν συνέχισε να υπάρχει έως ότου οι φλόγες κατασβέστηκαν.
Η επίθεση στο Παγκόσμιο Κέντρο Εμπορίου γέννησε δύο διαφορετικών ειδών αερολύματα, αυτά υπό μορφή σκόνης προερχόμενα από την κατάρρευση των Δίδυμων Πύργων και τα υπό μορφή καπνού από τη φωτιά στα συντρίμμια τους. Άλλες πηγές ρύπανσης ήταν οι εκπομπές σωματιδίων απ’ τα μηχανήματα που άρχισαν να εργάζονται στο σημείο, καθώς και απ’ το κυκλοφοριακό. Οι επιστήμονες περιγράφουν τη σκόνη σαν αφράτη, χρώματος ροζ και γκρι. Βασικά ήταν μίγμα όλων των σωματιδίων, όσων υπάρχουν στους χώρους εργασίας και στις ζωές μας. 6 εκατομμύρια τόνοι τεκτονικών πλακών, 5 εκατομμύρια μπογιάς επικάλυψης, 600.000 τόνοι τζαμιών, 200 ασανσέρ και οτιδήποτε υπήρχε στο εσωτερικό έγιναν σκόνη. Το μοναδικό ίσως που δε μετατράπηκε σε σκόνη ήταν οι 200.000 τόνοι κατασκευαστικού ατσαλιού, το οποίο απλώς λύγισε. Οι επιστήμονες ανέλυσαν τη σκόνη χρησιμοποιώντας μικροσκοπικές, ανόργανες, οργανικές και σωματιδιακού τύπου κλασματικές αναλύσεις. Βρήκαν γύψο, χρώμα, αφρό, υαλοβάμβακα, τσιμέντο, θραύσματα γυαλιού, βερμικουλίτη (που χρησιμοποιείται ως επιβραδυντής φλόγας αντί του αμιάντου), αμίαντο, πίσσα, λινό, αιθάλη, προϊόντα καύσης, ίνες ξύλου.
Ο αμίαντος ήταν η πρώτη ανησυχητική ουσία που βρέθηκε στο σημείο. Αναφορές υποδεικνύουν ότι η σκόνη περιείχε 20% αμίαντο, που είναι ένα τεράστιο ποσό. Η κυβέρνηση, σε συνεργασία με τη ΝΑΣΑ έστειλαν στο σημείο ένα ειδικό φασματικό όργανο, το οποίο όταν πετούσε στο χώρο, μπορούσε να προσδιορίζει τη χημική σύνθεση των χαλασμάτων του εδάφους (AVIRIS). Η εικόνα από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο ήταν δύσκολο να ερμηνευτεί, αλλά οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι η περιεκτικότητα σε αμίαντο ήταν της τάξης του 1%. Οι αναλύσεις έγιναν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και περίθλαση ακτίνων-Χ. Τα αποτελέσματα ήταν: υαλοβάμβακας πάνω από 40%, γύψος, μπετόν, χαρτί κι άλλα συντρίμματα. Επίσης, βρέθηκε υψηλή συγκέντρωση γυαλιού εξαιτίας των σπασμένων τζαμιών. Τέλος, όλα τα δείγματα ήταν αλκαλικά. Τα υδατικά διαλύματα των δειγμάτων σκόνης είχαν pH κυμαινόμενο από 9.0-11.5. Κανείς από τους επιστήμονες δεν εξεπλάγην από τις υψηλές τιμές pH, γιατί αυτό οφειλόταν στη σύνθεση της τσιμεντένιας σκόνης, που περιείχε CaOH, CaCO3 και CaSO4.
Επιπροσθέτως, τα σωματίδια σκόνης ήταν μεγάλου μεγέθους. Όταν οι επιστήμονες της περιβαλλοντικής υγείας παρατηρούν τα αερολύματα το πρώτο πράγμα που σκέφτονται είναι το μέγεθος των σωματιδίων. Γιατί η αεροδυναμική διάμετρος είναι εκείνη η παράμετρος που καθορίζει αν τα σωματίδια θα εισβάλλουν στο σώμα. Αν ένα άτομο αναπνεύσει σωματίδια διαμέτρου μεγαλύτερης από 10 μm, τότε αυτά δεν θα περάσουν στη μύτη και στο λαιμό. Αυτά καταπίνονται ή αποβάλλονται με το βήχα ή το φτέρνισμα. Τα σωματίδια διαμέτρου 2.5- 10.0 μm είναι εκείνα που συγκεντρώνονται στους άνω αεροδιαδρόμους των πνευμόνων, ενώ εκείνα με διάμετρο μικρότερη από 2.5 μm συγκεντρώνονται στις βαθύτερες επιφάνειες των κυψελίδων των πνευμόνων. Το φάσμα μάζας για αυτά τα αέρια δείγματα έδειξε δύο κορυφές: μια στα 7.0 μm και μια στα 0.3 μm. Οι επιστήμονες τα χαρακτήρισαν ως χονδρόκοκκα (2.5-10.0 μm) και λεπτόκοκκα (0.1-2.5 μm). Για παράδειγμα, τα περισσότερα απ’ τα φυσικά (εργοστασιακά υπολείμματα, γύρη) και τα μηχανικά αερολύματα (σκόνη από κατεδαφίσεις) τοποθετούνται στα χονδρόκοκκα σωματίδια. Τα ανθρωπογενή αερολύματα, όπως εκπομπές diesel και χλωριωμένα, τοποθετούνται στα λεπτόκοκκα σωματίδια. Έτσι, οι επιστήμονες έδωσαν βάση στα λεπτόκοκκα, εξαιτίας του κινδύνου στην ανθρώπινη υγεία. Βρήκαν, λοιπόν, ότι το 95% της σκόνης περιείχε σωματίδια μεγέθους πάνω από 10 μm και ότι το 50% ήταν άνω των 53 μm. Η απουσία λεπτόκοκκων σωματιδίων και η μικρή συγκέντρωση αμιάντου πιστοποίησαν ότι η σκόνη δεν ήταν βλαβερή.
Ο ένοχος για το βήχα ήταν τα σωματίδια μεγέθους άνω των 10 μm. Αυτά ήταν αλκαλικά και καυστικά και ερέθιζαν τους άνω διαδρόμους της μύτης και του λαιμού. Παρόλο που δεν προκαλούσαν μακροπρόθεσμες βλάβες, τα καυστικά σωματίδια και ο υαλοβάμβακας προκαλούσαν βραχυπρόθεσμες συνέπειες. Ο υαλοβάμβακας ήταν υπεύθυνος για το βήχα, καθώς ανιχνεύτηκε στο σάλιο ακόμη και 10 μήνες μετά την 11η Σεπτεμβρίου. Παρατήρησαν, επίσης, ότι το pΗ μειωνόταν, μειώνοντας τη διάμετρο, πράγμα το οποίο σήμαινε ότι τα σωματίδια που εισέρχονταν στους πνεύμονες δεν ήταν τόσο αλκαλικά. Επίσης, βρήκαν ότι τα χονδρόκοκκα σωματίδια περιείχαν καταστροφικότερα στοιχεία (Al, Ca, Mg, Ti, Fe, Zn), ενώ τα λεπτόκοκκα Cl, Pb, Cu. Ανιχνεύτηκαν, ακόμη, οργανικοί ρύποι, όπως πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCBs) και πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες (PAHs) σε ποσοστό 0.04%, που πιθανότατα προήλθαν από τη συνεχή καύση των υδρογονανθράκων, που αποτελούσαν τα διάφορα πλαστικά και άλλα συνθετικά.
Τα προϊόντα καύσης συνέχισαν να εκπέμπονται για τους επόμενους μήνες μετά το συμβάν. Την 3η και 4η μέρα η βροχόπτωση ξέπλυνε κάπως τη σκόνη και μείωσε τον καπνό. Έτσι έμεινε μια μικρή εστία. Οι φωτιά ξεκίνησε να καίει σε θερμοκρασίες άνω των 1000 οC και βαθμιαία ψύχονταν στην επιφάνεια από το Σεπτέμβριο έως το Δεκέμβριο του 2001. Στις 16 Σεπτεμβρίου συλλέχθηκαν πάνω από 3 τόνους καυτών σωματιδίων θερμοκρασίας από 500-700 οC, ενώ στις 23 Σεπτεμβρίου είχαν απομείνει 2 με 3 τόνους. Στα μέσα Οκτωβρίου ξέθαψαν ένα πυρωμένο ατσάλινο δοκάρι, θερμοκρασίας 500-600 οC. Τέλος, στα μέσα Δεκεμβρίου οι άνθρωποι έβλεπαν μέσα στα τσιμεντένια συντρίμμια διάφορες λάμψεις, πράγμα που σήμαινε θερμοκρασία 300 οC με τη θερμοκρασία συνεχώς να μειώνεται.
Αλλά ακόμη κι όταν το σύννεφο καπνού διαλύθηκε, δεν καθαρίστηκαν όλα τα σημεία. Τα στοιχεία της σκόνης συγκεντρώθηκαν σε πολλά σημεία της πόλης, ανάλογα με τον καιρό που επικρατούσε, την ώρα της ημέρας, τον άνεμο και την περιοχή. Κι όταν ανιχνεύτηκαν θειϊκά ή χλωριούχα, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να προσδιορίσουν από πού αυτά προέρχονταν, δηλαδή αν προέρχονταν από το Παγκόσμιο Κέντρο Εμπορίου ή της εκπομπές μέσα στο Νιου Τζέρσεϋ.
Η ανάλυση έδειξε ότι υπήρχαν πέντε πηγές ρύπανσης: Σκόνη απ’ το σύννεφο καπνού (που περιείχε S, Cl, K, Cu, Zn, Pb και στοιχειακό C), σκόνη απ’ την κατάρρευση (που περιείχε Mn, Cr και στοιχειακό C), σκόνη απ’ την εξυγίανση της περιοχής (που περιείχε S, Si, Ca, Ti, Fe), υπολείμματα απ’ την καύση (που περιείχαν S, V και στοιχειακό C) και σκόνη απ’ το κυκλοφοριακό (που περιείχε Al, Fe και στοιχειακό C). Οι πρώτες τρεις, που ήταν πηγές απευθείας απ’ το σημείο μηδέν ήταν το 55% των συνολικών το Σεπτέμβριο, 33% τον Οκτώβριο, 21% το Νοέμβριο και 7% το Δεκέμβριο. Τέλος, βρέθηκαν σε ίχνη αλκάνια, αλκανικά οξέα, γλυκοζαμίνη, κυτταρίνη, πινονικό οξύ, ρητίνες.
ΥΓ. Ο Δρ. Νίκος Ευαγγελίου σε λίγες ημέρες ντύνεται στα χακί γι` αυτό και το Orchomenos Press θέλει να του ευχηθεί "καλή θητεία" και να τον ευχαριστήσει για τις γνώσεις και τις εμπειρίες που μας μετέφερε!
.jpg)
