محققان مؤسسه پل شرر PSI، همراه با همکارانش از چندین مؤسسه اروپایی دیگر، بررسی کرده اند که آیا ذرات معلق از منابع خاص می توانند به ویژه برای سلامت انسان مضر باشند. آنها شواهدی پیدا کردند که نشان می دهد میزان ذرات معلق به تنهایی بزرگترین خطر برای سلامتی نیست. بلکه می تواند به اصطلاح پتانسیل اکسیداتیو باشد که آلودگی ذرات را بسیار مضر می کند. آنها امروز نتایج خود را در مجله علمی Nature منتشر می کنند.
ذرات معلق یکی از بزرگترین خطرات سلامتی ناشی از آلودگی هوا هستند و بر اساس مطالعات متعدد، مسئول چندین میلیون مرگ در سال است.این بدان معناست که کیفیت پایین هوا و ذرات معلق در کنار فشار خون بالا، سیگار، دیابت و چاقی از جمله پنج عامل مهم خطر سلامت هستند. با این حال، آنچه که آلودگی ذرات معلق را بسیار خطرناک می کند، هنوز به طور دقیق شناخته نشده است. اکنون محققان مؤسسه پل شرر PSI به همراه یک تیم همکاری بین‌المللی دریافته‌اند که میزان آلودگی ذرات تنها عامل تعیین‌کننده در مورد خطرات سلامتی نیست.
پتانسیل اکسیداتیو ذرات معلق به عنوان یک خطر برای سلامتی
کاسپار دالنباخ از گروه تحقیقاتی شیمی فاز گاز و آئروسل در PSI می‌گوید: "در این مطالعه ما در درجه اول به دو نکته علاقه مند بودیم." اول اینکه کدام منابع در اروپا مسئول به اصطلاح پتانسیل اکسیداتیو ذرات معلق هستند (همچنین به عنوان آئروسل شناخته می‌شوند) و دوم اینکه آیا خطر سلامتی ناشی از این ذرات به دلیل پتانسیل اکسیداتیو آن است یا خیر.»
در اینجا اصطلاح "پتانسیل اکسیداتیو" به توانایی ذرات معلق در کاهش میزان آنتی اکسیدان ها اشاره دارد که می تواند منجر به آسیب در سلول ها و بافت های بدن انسان شود.در اولین قدم، محققان سلول‌های راه‌های هوایی انسان، به اصطلاح سلول‌های اپیتلیال برونش را در معرض نمونه‌های ذره‌ای قرار دادند و واکنش بیولوژیکی آنها را آزمایش کردند. هنگامی که این سلول ها تحت استرس هستند، یک ماده سیگنال دهنده برای سیستم ایمنی منتشر می کنند که باعث شروع واکنش های التهابی در بدن می شود. محققان توانستند نشان دهند که ذرات معلق با پتانسیل اکسیداتیو بالا واکنش التهابی سلول ها را تشدید می کند. این نشان می دهد که پتانسیل اکسیداتیو تعیین می کند که ذرات چقدر مضر هستند. به گفته دالنباخ، ارتباط علی بین پتانسیل اکسیداتیو بالا و خطری برای سلامتی هنوز به طور قطعی ثابت نشده است. "اما این مطالعه نشانه واضح دیگری است که این ارتباط واقعا وجود دارد."
یک مطالعه شریک به رهبری دانشگاه برن نشان داد که سلول های بیمارانی که از یک بیماری خاص از قبل موجود، فیبروز کیستیک رنج می برند، دفاع ضعیفی در برابر ذرات معلق نشان می دهند.در حالی که در سلول های سالم مکانیسم دفاعی آنتی اکسیدانی قادر به توقف پیشرفت واکنش التهابی بود، ظرفیت دفاعی در سلول های بیمار ناکافی بود. این منجر به افزایش مرگ و میر سلولی شد.
ذرات معلق و پتانسیل اکسیداتیو آنها از کجا می آیند؟
علاوه بر این، محققان نمونه های ذرات معلق را در مکان های مختلف در سوئیس جمع آوری کردند. آنها با استفاده از یک تکنیک طیف سنجی جرمی توسعه یافته در PSI، ترکیب ذرات معلق را تجزیه و تحلیل کردند. مشخصات شیمیایی به دست آمده از این طریق برای هر نمونه ذرات نشان دهنده منابعی است که از آن منشاء می گیرد. علاوه بر این، همکاران در گرنوبل پتانسیل اکسیداتیو همان نمونه‌ها را تعیین کردند تا نشانه‌ای از خطر برای سلامت انسان به دست آورند. با کمک تحلیل‌های دقیق و روش‌های آماری، محققان پتانسیل اکسیداتیو را برای همه منابع انتشار مربوطه تعیین کردند. بر اساس این داده‌های تجربی، آنها از یک مدل کامپیوتری برای محاسبه مکان‌هایی در اروپا با بالاترین پتانسیل اکسیداتیو ناشی از ذرات معلق در طول سال استفاده کردند و عمدتاً مناطق شهری مانند پاریس پایتخت فرانسه و دره پو در شمال را شناسایی کردند. ایتالیا به عنوان مناطق بحرانی
"نتایج ما نشان می دهد که پتانسیل اکسیداتیو ذرات معلق و مقدار ذرات معلق توسط منابع یکسان تعیین نمی شوند،" دالنباخ خلاصه می کند. بیشترین بخش ذرات معلق از گرد و غبار معدنی و به اصطلاح آئروسل های معدنی ثانویه مانند نیترات آمونیوم و سولفات تشکیل شده است. از سوی دیگر، پتانسیل اکسیداتیو ذرات معلق عمدتاً توسط آئروسل‌های آلی ثانویه انسانی که عمدتاً از احتراق چوب و توسط انتشار فلزات ناشی از سایش ترمز و لاستیک در ترافیک جاده‌ها به دست می‌آیند، تعیین می‌شود. محققان نه تنها دریافتند که جمعیت مناطق شهری در معرض میزان بیشتری از ذرات معلق هستند، بلکه این ذرات معلق در این مناطق دارای پتانسیل اکسیداتیو بالاتری هستند و بنابراین برای سلامتی مضرتر از آلودگی ریزگردها در مناطق روستایی هستند. دالنباخ می گوید: «نتایج ما نشان می دهد که تنظیم مقدار ذرات به تنهایی ممکن است مؤثر نباشد.علاوه بر این، مطالعه دانشگاه برن نشان می‌دهد که گروه‌های جمعیتی با بیماری‌های از قبل موجود می‌توانند از اقدامات مناسب برای کاهش آلودگی ذرات معلق بهره ببرند.
