ومن المعروف أن الجسيمات العالقة بالهواء PM2.5 يمكن أن تشكل خطراً على الصحة
ومن المعروف من الدراسات السابقة أنتتشكل الجذور الحرة في جسم الإنسان عندما تذوب الجزيئات في السائل السطحي للقناة التنفسية. تحتوي الجسيمات عادةً على مكونات كيميائية مثل المعادن مثل النحاس والحديد ، بالإضافة إلى بعض المركبات العضوية. يتبادلون ذرات الأكسجين مع جزيئات أخرى لتكوين مركبات شديدة التفاعل مثل بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) ، الهيدروكسيل (HO) والهيدروبيروكسيل (HO2) ، والتي تسبب ما يسمى الإجهاد التأكسدي. على سبيل المثال ، يهاجمون الأحماض الدهنية غير المشبعة في الجسم التي لم تعد قادرة على العمل كوحدات بناء للخلايا. يشير الأطباء إلى عمليات مثل الالتهاب الرئوي والربو وأمراض الجهاز التنفسي الأخرى. يمكن حتى استفزاز السرطان ، حيث يمكن للجذور الحرة أيضًا إتلاف الحمض النووي للمادة الجينية.
بفضل ضوء الأشعة السينية الساطعة منوباستخدام مصدر الضوء السويسري SLS، لم يتمكن العلماء من رؤية هذه الجسيمات بشكل فردي بدقة أقل من ميكرومتر واحد فحسب، بل تمكنوا أيضًا من النظر داخل الجسيمات أثناء حدوث التفاعلات بداخلها. وللقيام بذلك، استخدموا أيضًا نوعًا جديدًا من الخلايا يمكنه محاكاة مجموعة واسعة من الظروف البيئية الجوية. يمكنه تنظيم درجة الحرارة والرطوبة والتعرض للغاز بدقة ويحتوي على مصدر ضوء LED فوق بنفسجي يحل محل الإشعاع الشمسي.
درس الباحثون الجسيمات التي تحتوي علىالمكونات العضوية والحديد. يأتي الحديد من مصادر طبيعية مثل الغبار الصحراوي والرماد البركاني ، ولكنه موجود أيضًا في الانبعاثات الناتجة عن الصناعة والنقل. تأتي المكونات العضوية من مصادر طبيعية وبشرية المنشأ. في الغلاف الجوي ، تتحد هذه المكونات لتشكل معقدات حديدية ، والتي تتفاعل بعد ذلك مع ما يسمى بالجذور عند تعرضها لأشعة الشمس. هم ، بدورهم ، يربطون كل الأكسجين المتاح وبالتالي يولدون الجذور الحرة.
عادة في يوم رطب ، يكون معظمهم سائبًا.الجذور تنتشر من الجسيمات في الهواء. في هذه الحالة ، لن يكون هناك خطر إضافي إذا استنشقنا جزيئات تحتوي على عدد أقل من الجذور الحرة. ومع ذلك ، في يوم جاف ، تتراكم هذه الجذور داخل الجزيئات وتستهلك كل الأكسجين المتاح في ثوانٍ. وهذا بسبب اللزوجة: يمكن أن تكون المواد الصلبة صلبة ، مثل الصخور ، أو سائلة ، مثل الماء ، ولكن اعتمادًا على درجة الحرارة والرطوبة ، يمكن أن تكون أيضًا شبه سائلة.
ما يثير القلق بشكل خاص هو أن الأعلىتتشكل تركيزات الجذور الحرة نتيجة لتفاعل الحديد والمركبات العضوية في الظروف الجوية اليومية: في المتوسط أقل من 60% ودرجات حرارة حوالي 20 درجة مئوية، وهو أمر نموذجي أيضًا للبيئات الداخلية.
"كان يُعتقد أن الجذور الحرةتتشكل في الهواء، إذا تكوّنت على الإطلاق، عندما تحتوي جزيئات الغبار الصغيرة على مركبات نادرة نسبيًا مثل الكينونات. هذه هي الفينولات المؤكسدة الموجودة، على سبيل المثال، في أصباغ النباتات والفطريات. لقد أصبح من الواضح مؤخرًا أن هناك العديد من المصادر الأخرى للجذور الحرة في الجسيمات. وكما حددنا الآن، يمكن تعزيز هذه المصادر الجذرية المعروفة بشكل كبير في ظل الظروف اليومية العادية تمامًا. حوالي واحد من كل 20 جزيءًا عضوي ويحتوي على الحديد.
بيتر آرون ألبرت، باحث في PSI في معهد بول شيرير
من المحتمل أن تحدث التفاعلات الكيميائية الضوئية نفسهاضع في جزيئات الغبار الصغيرة الأخرى. يعتقد العلماء أن جميع الجسيمات المعلقة تقريبًا في الهواء بهذه الطريقة تشكل جذورًا إضافية. إذا تم تأكيد ذلك من خلال مزيد من البحث ، فهناك حاجة ملحة للباحثين لتكييف النماذج والقيم الحرجة لجودة الهواء. يمكن أن تكون هذه النتيجة عاملاً إضافيًا يمكن أن يساعد في تفسير سبب إصابة الكثير من الأشخاص بأمراض الجهاز التنفسي أو السرطان دون سبب محدد.
على أي حال ، الجذور الحرة لديها واحدعلى الجانب الإيجابي ، تشير الدراسة أيضًا إلى أنها تهاجم البكتيريا والفيروسات ومسببات الأمراض الأخرى الموجودة في الهباء الجوي وتجعلها غير ضارة. قد يفسر هذا الرابط سبب تمتع فيروس SARS-CoV-2 بأقصر فترة بقاء في الهواء في درجة حرارة الغرفة والرطوبة المعتدلة.
اقرأ أيضًا:
ابتكر الفيزيائيون نظيرًا للثقب الأسود وأكدوا نظرية هوكينغ. إلى أين تقود؟
استمع إلى المركبة الجوالة المثابرة التابعة لناسا وهي تتحرك عبر المريخ.
يمكن للبشر تحمل درجات حرارة منخفضة للغاية حتى بدون مصادر الحرارة.