ذرات فوق ریز

ذرات فوق ریز (UltraFine Particles) ذرات معلقی در ابعاد نانو هستند که قطری کمتر از ۰٫۱ میکرومتر یا ۱۰۰ نانومتر دارند. قوانین خاصی برای این دسته از ذرات آلوده کننده هوا که بسیار کوچکتر از ذرات PM 10 و PM 2.5 هستند وجود ندارد، باور بر این است که پیامدهای بهداشتی این دسته از ذرات بیشتر از ذرات بزرگتر باشد. در اتحادیه اروپا، UFP موجود در هوای محیط را به‌صورت تجربی با مشخصات فنی تعریف می‌کنند. یکی از مهمترین ویژگی‌های این ذرات اندازهٔ آن است، در این باره می‌توان اظهار داشت: «اندازهٔ این ذرات کوچکتر از چند میکرومتر و بزرگتر از ۷ نانومتر است». اگرچه معمول‌ترین مراجعه به UFP «کمتر از ۰٫۱ میکرومتر» است، اما این موضوع برای هوای محیط در اتحادیه اروپا نادرست شمرده می‌شود.

دو بخش اصلی وجود دارد که انواع UFP را دسته‌بندی می‌کند. UFPها می‌توانند مبتنی بر کربن یا فلز باشند، و می‌توان با توجه به خواص مغناطیسی این ذرات، آنها را به دسته‌های مختلف دیگر تقسیم کرد. دانشمندان با استفاده از میکروسکوپ‌های الکترونی و شرایط خاص آزمایشگاه فیزیکی توانستند مورفولوژی UFP را مورد بررسی قرار دهند. UFPهای موجود در هوا را می‌توان با استفاده از شمارنده ذرات تراکم اندازه‌گیری کرد، در این روش، ذرات با بخار الکل مخلوط شده و سپس خنک می‌شوند تا بخار اطراف آنها متراکم شود و پس از آن با استفاده از یک اسکنر نور شمارش می‌شوند. UFPها به صورت طبیعی و ساختگی (مصنوعی) وجود دارند. UFPها اصلی‌ترین بخش ذرات معلق در هوا تشکیل می‌دهند. UFPها به دلیل نفوذ تعداد بسیار زیادی از آنها به درون ریه، موجب اختلال در دستگاه تنفسی و سلامت بدن می‌شود.

منابع و برنامه‌های کاربردی 
همان‌طور که گفته شد UFPها به صورت طبیعی و ساختگی (مصنوعی) وجود دارند؛ گدازه آتشفشانی داغ، قطرات معلق آب اقیانوس و دود از منابع معمول UFPهای طبیعی هستند. UFPها می‌توانند به عنوان ذرات ریز ساخته شوند تا طیف وسیعی از کاربردها را در پزشکی و فناوری پوشش دهد. سایر UFPها به عنوان فراوردهای جانبی شناخته می‌شوند، مانند UFPهای به وجود آمده در فرایند انتشار یا در فرایندهای خاص مانند واکنش‌های احتراق یا واکنش‌های مختلف در تجهیزات مانند تونر چاپگر و اگزوز اتومبیل. در سال ۲۰۱۴، یک مطالعه در مورد کیفیت هوا نشان داد که ذرات فوق‌العاده ریز مضر حاصل از برخاستن و فرود در فرودگاه بین‌المللی لس آنجلس از ابعادی بسیار بیشتر از آنچه تصور می‌شد، برخوردار است. بسیاری از منابع داخلی وجود دارد که محدود به مثال‌های آمده نیست؛ به عنوان مثال می‌توان به منابع زیر اشاره کرد: چاپگرهای لیزری، دستگاه‌های نمابر، دستگاه‌های فتوکپی، پوست میوه مرکبات، پخت‌وپز، دود تنباکو، نفوذ هوای خارجی آلوده، ترک دودکش‌ها و جاروبرقی‌ها.

UFPها کاربردهای گوناگونی در زمینه‌های پزشکی و تکنولوژی دارند. به عنوان مثال آنها در تشخیص تصویرها و در سامانه‌های دارورسانی که سامانه گردش خون را هدف قرار می‌دهد استفاده می‌شود و در آخر عبور از سد مغز خون یکی دیگر از ویژگی و کاربردهای این ذرات است. برخی از UFPها مانند نانوساختارهای مبتنی بر نقره دارای خواص ضد میکروبی هستند که برای التیام زخم‌ها و جلوگیری از عفونت ارگان‌های داخلی بدن مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حوزهٔ فناوری نیز UFPهای مبتنی بر کربن، کاربردهای فراوانی در رایانه‌ها دارند. به عنوان مثال استفاده از نانولوله‌های کربن و گرافن در قطعات الکترونیکی و همچنین سایر اجزای رایانه و مدار است. برخی از UFPها خصوصیاتی مشابه گازها یا مایع‌ها دارند و در پودرها و روان‌کننده‌ها استفاده می‌شوند.

تماس با UFP، خطرها و اثرات سلامتی 
تماس اصلی با UFP از طریق استنشاق است. با توجه به اندازه آنها، UFP ذرات قابل تنفس در نظر گرفته می‌شوند. بر خلاف رفتار PM 10 و PM 2.5 استنشاق شده، ذرات فوق ریز در ریه‌ها رسوب می‌شوند، و در آنجا توانایی نفوذ به بافت را دارند و می‌توانند بینابین ذرات سازندهٔ بافت قرار گیرد و به بافت صدمه بزند، این ذرات می‌توانند به‌طور مستقیم جذب جریان خون شوند — بنابراین به راحتی از بدن خارج نمی‌شوند و ممکن است اثرات فوری برد بدن داشته باشد. قرار گرفتن در معرض UFPها، حتی اگر اجزای آن خیلی سمی نباشد، ممکن است باعث استرس اکسیداتیو، انتشار عوامل التهاب شود، می‌تواند باعث بیماری‌های قلبی، بیماری‌های ریوی و اختلال در سایر ارگان‌های بدن شود. ارتباط قویی بین سطح آزاد ذرات ریز و مبتلا شدن به سرطان ریه و بیماری قلبی و ریوی وجود دراد. روش و شیوهٔ دقیقی که از طریق آن بتوان قرار گرفتن در معرض UFPها و تأثیر آن بر سلامتی را فهمید، هنوز مشخص نشده‌است، اما می نمی‌توان اثرات آن بر فشار خون را نادیده گرفت. گزارش‌ها حاکی بر این است که UFP بر افزایش فشار خون در دانش آموزان تأثیر گذاشته و این کوچکترین ذرات هستند که بیشترین تأثیر را می‌گذارند.

طیف وسیعی از مواجهه بالقوه انسان با ذرات فوق ریز وجود دارد که شامل مواجهه در محل کار، به دلیل فرایند تولید مستقیم یک محصول یا تولید یک محصول جانبی در یک محیط صنعتی یا اداری، همچنین به صورت کاملاً اتفاقی، انسان‌هایی که در معرض هوای آلوده و سایر انتشارات محصولات جانبی مانند بخاری قرار می‌گیرند با این ذرات مواجه خواهند شد. به منظور تعیین کمیتی برای خطر قرار گرفتن در معرض این ذرات، در حال حاضر مطالعات in vivo و in vitro در مورد گونه‌های مختلف UFP با استفاده از آزمایش بر گونه‌های مختلف حیوانی از جمله موش و ماهی در حال انجام است. هدف این مطالعات، پیدا کردن مشخصات سمی این ذرات و ایجاد کمیتی برای ارزیابی ریسک، مدیریت ریسک است. در نهایت قوانین و مقررات برای مواجه شدن با این ذرات وعظ می‌شود.

مقررات و قانونگذاری 
با رشد صنعت نانو تکنولوژی، ذرات نانو باعث جلب شدن توجه بیشتر افکار عمومی به UFPها شد. تحقیقات ارزیابی ریسک UFPها همچنان در مراحل اولیه است. بحث‌های زیادی دربارهٔ UFPها و چگونگی تحقیق و مدیریت خطرات آن در حال انجام است. از تاریخ ۱۹ مارس ۲۰۰۸ تا کنون، سازمان حفاظت محیط زیست ذرات فوق ریز را مورد تحقیق قرار نداده، اما یک استراتژی تحقیق در مورد نانومواد تهیه کرده‌است که از ۷ فوریه ۲۰۰۸ در دسترس همتایان خارجی و مستقل است. همچنین بحث در مورد چگونگی تحقیق اتحادیه اروپا (EU) دربارهٔ UFPs وجود دارد.

اختلافات سیاسی 
بین چین و کره جنوبی اختلاف سیاسی در مورد گرد و غبار Ultrafine وجود دارد. کره جنوبی ادعا می‌کند که حدود ۸۰٪ گرد و غبارهای Ultrafine از چین نشأت می‌گیرد و چین و کره جنوبی باید برای کاهش سطح این ریزگردها همکاری کنند. چین، با این حال، ادعا می‌کند که دولت قبلاً سیاست‌های خود را در حوزهٔ زیست‌محیطی اجرا کرده. طبق گفتهٔ دولت چین، کیفیت هوا در چین از سال ۲۰۱۳ تا کنون بیش از ۴۰ درصد بهبود یافته. با این حال، وضعیت آلودگی هوا در کره جنوبی وخیم تر شده؛ بنابراین، اختلافات بین چین و کره جنوبی جنبهٔ سیاسی به خود گرفته. در مارس ۲۰۱۹، مؤسسه تحقیقات بهداشت عمومی و محیط زیست سئول گفت که ۵۰ تا ۷۰ درصد ریزگردها از چین نشأت می‌گیرد، بنابراین چین مسئول آلودگی هوا در کره جنوبی است. این اختلافات سبب ایجاد اختلاف بین شهروندان این دو کشور شده. در ژوئیه سال ۲۰۱۴، رهبر اعظم چین، شی جین پینگ و دولت کره جنوبی توافق‌نامه ایی را به اجرا درآوردند که در آن کره جنوبی و چین داده‌ها و مشاهدات آلودگی هوا، تحقیقات در شناسایی و پیش‌بینی منابع آلودگی هوا و اطلاعات دربارهٔ منابع انسانی آلودگی هوا و غیره را به اشتراک می‌گذارند. به دنبال این توافق‌نامه، در سال ۲۰۱۸، چین و کره جنوبی برنامهٔ همکاری زیست‌محیطی چین-کره را برای حل مسائل زیست‌محیطی تدارک دیدند. آکادمی تحقیقات زیست‌محیطی چین (CRAES) در پکن در حال ساخت ساختمانی به عنوان مرکز همکاری‌های زیست‌محیطی چین و کره است؛ بخش‌های اداری و آزمایشگاهی جزوه این ساختمان است. در راستای این همکاری، کره جنوبی ۱۰ متخصص در زمینه محیط زیست را برای تحقیق به چین اعزام کرده و چین نیز کارشناسان بیشتری را برای تحقیقات طولانی مدت به این کشور می‌فرستد. با این روابط دو جانبه، چین و کره به دنبال تهیهٔ قطعنامه ایی در مورد آلودگی هوا در منطقه شمال شرق آسیا هستند و در نتیجهٔ آن امنیت بین‌المللی را به همراه خواهد داشت.

جستارهای وابسته 
 ریزگردهای دیزل
 ساختارهای نانو

منابع 

ذرات
نانوذرات