اكتشاف جسيمات غير مرئية قاتلة في الهواء يتنفسها الناس

بعد سنوات من الأبحاث والتقارير عن تلوث الهواء، تكشفت لنا حقائق جديدة تدحض الكثير من المعلومات التي طالعتنا بها الصحف عن أكبر مشكلة بيئية يواجهها العالم في الوقت الراهن. وطالما قرأنا، على سبيل المثال، أن الجسيمات الدقيقة التي لا يتجاوز قطرها 2.5 ميكرومتر قد تتغلغل في الرئة وتنفذ إلى مجرى الدم.

لكن الغالبية العظمى من هذه الجسيمات في الحقيقة لا تخترق الرئة. وبينما كنا نظن أن أكاسيد النيتروجين، مثل ثاني أكسيد النيتروجين، تمثل أكبر تهديد على الصحة في المدن، فقد اتضح أنها مسؤولة عن 14 في المئة فقط من الوفيات الناجمة عن تلوث الهواء في أوروبا. غير أن أكبر مسبب للموت غاب عن عناوين الصحف الرئيسية، ولا يكاد يتحدث عنه أحد خارج الدوائر العلمية.

إذ اكتشف أن القاتل الأكبر هو جسيمات متناهية الصغر يبلغ قطرها 100 نانومتر أو أقل وتسمى الجسيمات النانوية. وتكمن المشكلة في أن السلطات العامة تصف جميع الجسيمات التي لا يتجاوز قطرها 2.5 ميكرومتر بأنها تحمل نفس المخاطر الصحية، ومن ثم تسيء تقاريرهم تقدير المخاطر الحقيقية للجسيمات النانوية. وفي عام 2003، شاركت سوربجيت كاور، الباحثة الشابة آنذاك بجامعة إمبريال كوليدج لندن، مع ستة متطوعين في تجربة لقياس مدى تشتت الملوثات وانتشارها في البيئة المحلية. وحمل كل منهم أجهزة استشعار مختلفة لقياس جودة الهواء.

وانطلقت كاور مع المتطوعين في شوارع وسط لندن لمدة أربعة أسابيع. وبالإضافة إلى معدات قياس الجسيمات العالقة في الهواء التي لا يتجاوز قطرها 2.5 ميكرومتر، حمل المتطوعون أيضا جهازا جديدا لعد الجسيمات النانوية التي قد لا يتعدى قطرها نانومترين، أي أصغر بمراحل من خلايا الدم البشرية.

إذ يسحب الجهاز الهواء، ثم يرش الكحول على سطح الجسيمات لتصبح مرئية وبعدها يقوم بحصرها عن طريق حزمة الليزر. وسلط كيومار في دراسات أخرى الضوء على حجم الجسيمات التي يتعرض لها الأطفال في شوارع البلدات داخل عربات الأطفال.

واكتشف أن الأطفال يتعرضون لعدد أكبر من الجسيمات مقارنة بالبالغين أثناء الانتظار عند إشارات المرور، وأنهم أشد تأثرا من كبار السن بتبعات التعرض لهذه الجسيمات، لأن أجهزتهم المناعية في مرحلة النمو.

وأشارت دراسة عن صحة الأطفال في كاليفورنيا إلى أن السكن في مبان تبعد نصف كيلومتر أو أقل عن الطرق المزدحمة، يؤثر سلبا على نمو الرئة لدى الأطفال. وبينما تعجز الجسيمات التي لا يتجاوز قطرها 2.5 ميكرومتر عن اختراق الرئة، فإن الجسيمات النانوية يمكنها النفاذ عبر جدران الرئة ودخول مجرى الدم، ومنه إلى أي عضو من أعضاء الجسم والشرايين في الجسم، وتسبب نفس الضرر التي قد تسببه للرئة.

وفي عام 2017، استعان فريق من الباحثين بقيادة ديفيد نبيوباي، أستاذ بجامعة إدنبره، بجسيمات الذهب للكشف عن مسار هذه الجسيمات الدقيقة في الدم بقتنيات التصوير الطبي.

واستخدم الفريق جهازا يعتمد على القطبان الكهربائية لنشر الذهب وسط الجسيمات النانوية. وبعد أن استنشقت الفئران هذه الجسيمات، طلب الفريق من متطوعين من البشر استنشاقها.

وتقول جين رافتيس، إحدى عضوات الفريق البحثي، إن الذهب خامل لا يسبب أضرارا ولا يتفاعل مع مواد أخرى، ويسهل الكشف عنه في الجسم.

وجمع الباحثون عينات من البول والدم بعد 15 دقيقة و24 ساعة من استنشاق الجسيمات، واكتشف الباحثون أن جميع الجسيمات التي يقل قطرها عن 30 نانومتر دخلت إلى مجرى الدم، بينما عجزت الجسيمات الأكبر حجما عن اختراق الرئتين. وتقول رافتيس: "فحصنا عينة من أنسجة الفئران، ولاحظنا أن أكبر تراكمات للجسيمات كانت في الرئتين، وتليها الكبد، لأن الدم يمر خلالها أولا.

في حين أن أي جسيمات تتجاوز 5 نانومترات لا تمر عبر المسام في الكلى." وظلت آثار الذهب موجودة في عينات بول المتطوعين بعد ثلاثة شهور من تعرضهم للجسيمات الدقيقة.

BBC