علماء يكشفون سر حركة ملوثات الهواء داخل رئتينا

توصل فريق بحثي في جامعة "ورويك" (Warwick) البريطانية بقيادة البروفيسور "دونكان لوكيربي" إلى طريقة مبتكرة للتنبؤ بحركة الجسيمات النانوية غير المنتظمة في الهواء، وهي الفئة التي تمثل غالبية ملوثات الجو وتشكل تحديا كبيرا أمام النمذجة الدقيقة منذ عقود.

وتمثل هذه الطريقة أول نموذج يجمع بين البساطة والدقة التنبؤية العالية، ما يسمح للعلماء بحساب سلوك الجسيمات المحمولة جوا دون الاعتماد على افتراضات رياضية معقدة أو بيانات تجريبية مسبقة، وهو ما يفتح الباب أمام تحسين أنظمة مراقبة جودة الهواء.

الطريقة الجديدة ستمكن خبراء البيئة والصحة العامة من توقع أماكن تراكم الجسيمات الدقيقة في المدن (رويترز)

يستنشق الإنسان يوميا ملايين الجسيمات المجهرية، بما في ذلك السخام والغبار وحبوب اللقاح واللدائن الدقيقة والفيروسات، إلى جانب الجسيمات النانوية المصنعة.

اقرأ أيضا list of 2 itemslist 1 of 2دراسة: حملات التشجير في الصين غيّرت توزيع المياه في البلادlist 2 of 2هل تسدّ المبادرة البرازيلية الفجوة في حماية غابات العالم؟end of list

وتتمكن بعض هذه الجسيمات من اختراق عمق الرئتين والوصول إلى مجرى الدم، مما يرتبط بزيادة خطر الإصابة بأمراض القلب والسكتات الدماغية والسرطان.

معادلة قديمة بحل جديد

لسنوات طويلة، كانت النماذج الرياضية التقليدية تفترض كروية الجسيمات لتسهيل الحسابات، ما حدّ من دقة التنبؤ بحركة الجسيمات غير المنتظمة، التي قد تشكل تهديدا أكبر للصحة العامة.

وستمكّن الطريقة الجديدة خبراء البيئة والصحة العامة من توقع أماكن تراكم الجسيمات الدقيقة في المدن، وفهم انتشار الأمراض المحمولة جوا، وتصميم أدوية استنشاقية أكثر فعالية، إضافة إلى دعم نماذج التلوث والمناخ عبر تحليل حركة الغبار والجسيمات الصناعية.

اعتمد الباحثون على تعميم ما يُعرف بـ"عامل تصحيح كونينغهام" (Cunningham correction)، وهو مفهوم رياضي عمره أكثر من 100 عام، ليصبح قابلا للتطبيق على الجسيمات ذات الأشكال المختلفة، وليس الكروية فقط.

كما طوّر الفريق أداة رياضية تحاكي قوى السحب والمقاومة المؤثرة على الجسيمات أثناء حركتها في الهواء، دون الحاجة لمعايرة تجريبية مسبقة.

ضباب دخاني وتلوث واضح في الهواء بمحطة قطارات لاهور في باكستان (رويترز)

وأشار البروفيسور "لوكيربي" إلى أن هذا الابتكار يمكن أن يُحدث ثورة في فهم انتشار الأمراض المحمولة جوا، ودراسة التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي، إضافة إلى تحسين تصميم أدوية الاستنشاق وتقنيات الصحة البيئية والمناخ.

إعلان

وقد نشرت نتائج الدراسة في "مجلة ميكانيكا الموائع-الأبحاث السريعة"، لتضع حجر أساس جديدا في مجال دراسة حركة الجسيمات المحمولة جوا وتحليل المخاطر الصحية المرتبطة بها.

المصدر: الجزيرة