يظهر بحث جديد كيف يمكن لفرامل الغبار والغبار - وهي سحابة من جزيئات معدنية صغيرة - أن تحدث فوضى في صحة الجهاز التنفسي.
المعادن من الفرامل وأنظمة السيارات الأخرى تدخل الهواء كجزيئات دقيقة ، عالقة على الطرق المزدحمة. وبالرغم من أن انبعاثات العادم قد تتساقط مع زيادة عدد المركبات التي تصدر انبعاثات صفرية في الشوارع ، إلا أن الغبار الناتج عن التراب والفرامل ، وهو مصدر رئيسي لتلوث الهواء على الطرق السريعة ، لا يظهر أي علامات على التراجع.
في مجلة العلوم البيئية والتكنولوجيايصف الباحثون كيف تتفاعل المعادن المنبعثة من المركبات مثل النحاس والحديد والمنجنيز مع الجزيئات الغنية بالكبريتات الحمضية الموجودة بالفعل في الهواء لإنتاج هباء سام.
يقول رودني ويبر ، الأستاذ في كلية علوم الأرض والغلاف الجوي التابعة لمعهد جورجيا للتكنولوجيا: "هناك تفاعل متسلسل يحدث في الهواء فوق الطرق السريعة المزدحمة". "تتلامس كبريتات الحمضية في الغلاف الجوي مع تلك المعادن المنبعثة من حركة المرور وتغير قابليتها للذوبان ، مما يجعلها أكثر عرضة للتسبب في الإجهاد التأكسدي عند استنشاقها."
وتوضح الدراسة ، التي رعتها مؤسسة العلوم الوطنية والوكالة الأمريكية لحماية البيئة ، كيف أن المعادن تنبعث بشكل رئيسي في شكل غير قابل للذوبان ولكنها تصبح ببطء قابلة للذوبان بعد الخلط مع الكبريتات.
يقول أثناسيوس نين ، الأستاذ في كلية علوم الأرض والغلاف الجوي وكلية الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية: "لطالما ارتبطت الكبريتات بآثار صحية ضارة". كانت الفرضية القديمة أن الكبريتات الحمضية تحرق بطانة رئتيك ، مما يؤدي بدوره إلى آثار صحية سيئة. لكن لا يوجد حمض كافٍ في الهواء وحده ليكون له هذا التأثير حقًا ".
وقال الباحثون إن الكبريتات تلعب دورا رئيسيا في جعل المعادن قابلة للذوبان قبل استنشاقها وهو ما يمكن أن يفسر ارتباط الكبريتات بالتأثيرات الصحية الضارة.
بندقية التدخين'
جمع الباحثون عينات من الجسيمات المحيطة في موقعين في أتلانتا - واحد بالقرب من طريق سريع رئيسي بين الولايات وموقع حضري آخر 420 على بعد أمتار من الطريق. قاموا بتحليل المحتوى الكيميائي وتوزيع الحجم وحموضة العينات.
وكانت كمية كبيرة من كبريتات المحيط المتشابهة متشابهة في حجمها مع الجسيمات المعدنية ، مما يوحي بأن الكبريتات والمعادن المحيطة تم مزجها داخل جسيمات فردية ، والتي على مدار ساعات أو أيام من شأنها أن تسمح للكبريتات الحمضية بتحويل المعدن إلى شكل قابل للذوبان.
ولتحديد مدى خطورة الأيروسول ، طور الباحثون نظامًا تحليليًا عالي الإنتاجية لمقايسة كيميائية - تسمى القدرة المؤكسدة - التي تحاكي الاستجابة السامة التي قد يكون لها هذا المزيج على الكائنات الخلوية. تم استخدام هذه الأداة لتوليد مجموعات كبيرة من البيانات عن إمكانات الأكسدة المحيطة ، والتي تم استخدامها في دراسة وبائية سابقة ، وجد الباحثون في جامعة جورجيا للتكنولوجيا وجامعة إيموري أن الاختبار الكيميائي يرتبط إحصائياً بقبول المستشفيات في أتلانتا لعلاج الربو والأزيز.
في الدراسة الجديدة ، لاحظ الباحثون أن سمية الذروة التي أشار إليها الفحص ترتبط ارتباطًا وثيقًا بتلك الجسيمات التي تحتوي على أكبر كمية من المعادن القابلة للذوبان ، والتي تحدث فقط عندما يتم خلط جزيئات معدنية مع كبريتات حمضية عالية.
تقول نينيس: "هذا هو المدافع المدخن". "إن الكبريت يذوب في الأساس تلك المعادن ؛ عندما تتنفس في تلك الجسيمات ، يمكن امتصاص المعادن مباشرة في مجرى الدم وتسبب مشاكل في جميع أنحاء الجسم. ولأول مرة ، تظهر آلية لتفسير سبب تأثير كميات صغيرة من الكبريتات الحمضية على الصحة بشكل سلبي.
في حين أن العينة المأخوذة من موقع الاختبار بعيدًا عن الطريق السريع كانت تحتوي على جسيمات أقل ، كان لا يزال هناك ما يكفي لإحداث زيادة في القدرة المؤكسدة ، مما يدل على أن تلوث الطرق يمكن أن ينتقل عبر الهواء وربما يسبب مشاكل في المناطق المحيطة أيضًا .
حتى السيارات الكهربائية
الغبار من الفرامل والإطارات ليس هو المصدر الوحيد للمعادن في الهواء. المحارق وغيرها من أشكال الاحتراق تنتج أيضا الغبار المعدني والجسيمات المعدنية ، والتي يمكن أن تختلط مع كبريتات لتحريك رد فعل مماثل.
ولاحظ الباحثون أنه في حين أن كمية كبريتات الجسيمات في جنوب شرق الولايات المتحدة قد انخفضت خلال السنوات الماضية 15 مع انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت من محطات توليد الطاقة ، لا يزال هناك ما يكفي من كبريتات الحمضية في الهواء للحفاظ على درجة الحموضة من الجسيمات منخفضة جدا ، في نطاق 0 إلى 2 ، وتحويل المعادن المحيطة غير القابلة للذوبان إلى شكل قابل للذوبان.
يقول ويبر: "تنخفض انبعاثات عادم السيارة ، لكن هذه الأنواع من الانبعاثات من الكبح ستبقى إلى حد ما ، حتى لو كنت تقود سيارة كهربائية". "لذلك ، سيستمر هذا النوع من العمليات في المستقبل وسيشكل اعتبارًا مهمًا عندما ننظر إلى الآثار الصحية للجسيمات".
المصدر جورجيا تك
كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ
at سوق InnerSelf و Amazon
