راستی‌آزمایی: آیا چسبیدن ذرات گرد و غبار به آهنربا نشانه وجود فلزات سنگین در هوا است؟ (+فیلم اثر آهنربا بر گرد و خاک)

به‌تازگی ویدئوهایی درمورد خاصیت مغناطیسی ذرات نشسته روی شیشه خودروها در فضای مجازی منتشر شده که بسیاری از کاربران را نگران کرده است. در این ویدئوها، افراد لایه‌هایی از گرد و غبار را که روی شیشه خودروها نشسته است، روی هم انباشته می‌کنند و سپس با نزدیک‌کردن چیزی شبیه آهنربا، نشان می‌دهند که ذرات به آهنربا جذب می‌شوند.

به گزارش زومیت، سپس برخی رسانه‌ها محتوای نشان‌داده‌شده در ویدئوها را با انتشار تیترهایی نظیر «کشف ذرات مغناطیسی در هوای تهران» و «فلزات سنگین در هوای آلوده پایتخت»، انعکاس دادند. رسانه‌ها، این پدیده را به عنوان اثباتی برای وجود «فلزات سنگین سمی» در هوای شهر مطرح کردند و هشدار دادند که هوای شهری سرشار از مواد سمی است که می‌تواند سلامت انسان‌ها را تهدید کند.

اما آیا واقعاً آهنرباها می‌توانند فلزات سمی را از روی سطوح جذب کنند؟ آیا هر ذره‌ای که به آهنربا جذب شود، حاوی فلزات سمی است؟ آیا این ویدئوها واقعیت‌های علمی را به‌طور دقیق منتقل کرده یا تنها به افزایش نگرانی‌های بی‌مورد دامن زده‌اند؟

برای درک بهتر آنچه در ویدئو مشاهده می‌شود، لازم است که ابتدا به ترکیب گرد و غبار شهری بپردازیم. گرد و غبار شهری پدیده‌ای پیچیده است که از ذرات متنوعی تشکیل شده که برخی از آن‌ها منشاء طبیعی دارند و برخی دیگر ناشی از فعالیت‌های انسانی هستند. این ذرات می‌توانند شامل مواد معدنی، ذرات حاصل از سوختن سوخت‌ها و همچنین ذرات ناشی از سایش قطعات خودروها باشند.

طبق تحقیقات منتشرشده در مجلات علمی، گرد و غبار شهری معمولاً ترکیبی از چندین نوع ذره است که می‌توان آن‌ها را به چند دسته کلی تقسیم کرد:

• مواد پوسته‌ای زمین: این ذرات عمدتاً از خاک، رس و شن تشکیل شده‌اند که از منابع طبیعی مانند باد و فرسایش سنگ‌ها به جو منتقل می‌شوند. در مناطق کوهستانی و خشک، این ذرات به‌ویژه فراوان هستند.
• ذرات حاصل از احتراق: این ذرات از سوختن سوخت‌ها، به‌ویژه سوخت‌های فسیلی در خودروها و صنایع تولیدی به‌وجود می‌آیند. این گروه شامل ذراتی مانند کربن سیاه (دوده) و دیگر ترکیبات حاصل از احتراق سوخت‌های دیزلی و بنزینی می‌شود.
• ذرات سایشی: این ذرات از سایش قطعات خودروها مانند تایرها، لنت ترمز و رویه‌ی آسفالت به‌وجود می‌آیند. در مناطق پرترافیک شهری، این نوع ذرات به طور چشمگیری افزایش می‌یابد.

ذکر این نکته ضروری است که گرد و غبار شهری معمولاً شامل ذراتی با اندازه‌های مختلف است. به‌عنوان مثال، ذرات PM10 بزرگ‌تر هستند و می‌توانند پیش از آنکه ته‌نشین شوند، برای مدتی در هوا معلق بمانند. اما ذرات بسیار ریز PM2.5 به دلیل اندازه کوچک خود، مدت طولانی‌تری در هوا معلق می‌مانند و می‌توانند راحت‌تر وارد دستگاه تنفسی شوند و مشکلات جدی‌تری ایجاد کنند.

مقدار و ترکیب گرد و غبار شهری بسته به ویژگی‌های جغرافیایی و اقلیمی هر شهر متفاوت است. در شهرهایی مانند تهران که در مناطق خشک و نیمه‌خشک قرار دارند، گرد و غبار موجود در هوا ترکیبی از ذرات با منشاء طبیعی و غیرطبیعی است.

برخی رسانه‌ها ادعا کرده‌اند که اگر ذرات به آهنربا جذب شوند، حتماً حاوی «فلزات سنگین سمی» هستند. اما بررسی علمی ادعا نشان می‌دهد که این نتیجه‌گیری اشتباه است. فلزات سنگین سمی مانند سرب، جیوه، کادمیوم و آرسنیک، مغناطیسی نیستند و بنابراین جذب آهنربا نمی‌شوند.

فلزات سنگین سمی عناصری هستند که در مقادیر کم سمی بوده و برای سلامت انسان‌ها خطرناک‌اند. مهم‌ترین فلزات سنگین شامل سرب (Pb)، جیوه (Hg)، کادمیوم (Cd) و آرسنیک (As) هستند. این فلزات معمولاً در صنایع مختلف، از جمله ساخت باتری‌ها، رنگ‌ها و وسایل الکترونیکی استفاده می‌شوند. اما این فلزات هیچ‌کدام خاصیت مغناطیسی ندارند. در واقع:

• سرب و جیوه هر دو از دسته فلزات دیامغناطیس هستند، به این معنی که نه تنها به آهنربا جذب نمی‌شوند، بلکه اثر میدان مغناطیسی را دفع می‌کنند.
• آرسنیک و کادمیوم نیز غیرمغناطیسی هستند و بنابراین نمی‌توانند جذب آهنربا شوند.

در مقابل، تنها فلزات مغناطیسی که در دمای محیط می‌توانند به آهنربا جذب شوند عبارت‌اند از آهن (Fe)، نیکل (Ni) و کبالت (Co) که هیچ‌کدام در دسته فلزات سنگین سمی قرار نمی گیرند. بنابراین، اگر در ویدئو شاهد جذب ذرات به آهنربا هستید، این ذرات احتمالاً آهن یا اکسید آهن (مانند مگنتیت) هستند، نه فلزات سمی مانند سرب یا جیوه.

مطالعات علمی نشان داده‌اند که فلزات سنگین در ذرات معلق (PM2.5) هوای تهران وجود دارند. در تحقیقات انجام‌شده، غلظت‌هایی از عناصری مانند سرب (Pb)، کروم (Cr)، کادمیوم (Cd) و آرسنیک (As) در ذرات معلق اندازه‌گیری شده‌اند. در یک مطالعه دیگر نیز تعیین شد که منشاء این فلزات ترکیبی از فعالیت‌های ترافیکی، احتراق سوخت و منشاء خاکی است.

از نظر ریسک سلامت، ارزیابی‌ها نشان می‌دهد که مواجهه با فلزات سنگین یادشده از طریق مسیرهای مختلف (استنشاق، تماس پوستی، بلع) می‌تواند برای مردم مخاطراتی داشته باشد. در پژوهشی که از شیوه استاندارد USEPA برای ارزیابی ریسک استفاده کرده، خطر سرطانی یا غیرسرطانی این عناصر محاسبه شده است. همچنین، مطالعاتی که فلزات سنگین همراه با PM2.5 را بررسی کرده‌اند، به ‌منابعی مانند سوخت خودروها، ترمز و لاستیک، و گردوخاک جاده‌ای اشاره کرده‌اند.

بااین‌حال، نکته‌ی اصلی اینجاست که وجود فلزات سنگین در هوا به معنای تأیید آن‌ها از طریق آهنربا نیست؛ زیرا همان‌طور که اشاره شد، بسیاری از فلزات سنگین سمی، خاصیت مغناطیسی ندارند. بنابراین، برای تشخیص دقیق آن‌ها به نمونه‌گیری دقیق و آنالیز آزمایشگاهی نیاز است؛ نه روش‌های ساده‌ی مشاهده‌ای یا استفاده از آهنربا. این نکته فنی، تفاوت میان حضور فلزات سنگین در هوا و ادعاهای مبنی بر «ذرات مغناطیسی سمی» را روشن‌تر می‌کند.

اگر فلزات سمی جذب آهنربا نمی‌شوند، پس چه چیزی باعث جذب ذرات به آهنربا در ویدئوها شده است؟ در اینجا سه سناریو برای این پدیده وجود دارد:

• ذرات ناشی از سایش لنت ترمز: یکی از منابع اصلی ذرات مغناطیسی در شهرهای پرترافیک، سیستم ترمز خودروها است. لنت‌های ترمز عمدتاً از آلیاژهایی شامل آهن و کربن ساخته می‌شوند. در حین ترمزگیری، این لنت‌ها ذرات میکروسکوپی از آهن و اکسید آهن را آزاد می‌کنند که خاصیت مغناطیسی دارند. این ذرات به راحتی به آهنربا جذب می‌شوند.
• مگنتیت طبیعی خاک: بسیاری از خاک‌ها به‌ویژه خاک‌های آتشفشانی و معدنی حاوی مگنتیت هستند که یکی از مغناطیسی‌ترین مواد طبیعی است. در مناطقی مانند تهران که نزدیک به مناطق آتشفشانی قرار دارند، وجود این ماده در گرد و غبار شهری امری طبیعی است.
• اثر الکتریسیته ساکن: در برخی ویدئوها، ممکن است قطعه‌ای که استفاده شده، آهنربای واقعی نباشد یا اثر آن با الکتریسیته ساکن ترکیب شده باشد. به طور مثال، تکه‌ای از پلاستیک باردار می‌تواند ذرات خاک و دوده را جذب کند، بدون اینکه خاصیت مغناطیسی در کار باشد.

در حالی که معلوم شد ذرات جذب‌شده به آهنربا معمولاً شامل آهن یا اکسید آهن هستند، این سوال مطرح می‌شود که آیا این ذرات واقعاً خطرناک هستند؟

آهن عنصر ضروری برای بدن انسان است و در هموگلوبین خون نقش حیاتی دارد. با‌این‌حال، تنفس ذرات آهن می‌تواند مشکلات سلامتی ایجاد کند. اگر این ذرات به اندازه کافی ریز (کمتر از 2٫5 میکرون) باشند، می‌توانند وارد ریه‌ها شوند و بروز بیماری‌هایی مانند سیدروز را به‌دنبال داشته باشند که به التهاب ریه و مشکلات تنفسی منجر می‌شود.

خطر واقعی در هوای آلوده، به ویژه در کلان‌شهرهایی مانند تهران، به ذرات ریز و نامرئی PM2.5 مربوط می‌شود. این ذرات که شامل ترکیبات کربنی، سولفات‌ها و نیترات‌ها هستند، به راحتی وارد جریان خون می‌شوند و می‌توانند باعث استرس اکسیداتیو و التهاب ریه شوند. این فرآیندها می‌توانند خطر بیماری‌های قلبی و ریوی را در درازمدت افزایش دهند.

ادعای رسانه‌ها مبنی بر جذب فلزات سنگین سمی توسط آهنربا نادرست است. این پدیده احتمالاً به جذب آهن یا اکسید آهن مربوط می‌شود، نه فلزات سمی مانند سرب یا جیوه. در عوض، خطر واقعی برای سلامت عمومی ناشی از ذرات ریز (PM2.5) و ترکیبات شیمیایی آن‌ها است که می‌توانند وارد ریه‌ها و جریان خون شوند.

تشخیص دقیق فلزات سنگین سمی در هوا یا روی سطوح، تنها با آنالیزهای آزمایشگاهی ممکن است و نمی‌توان صرفاً با مشاهده یا اتصال آهنربا به ذرات، وجود آن‌ها را تأیید کرد. در نتیجه، این ویدئوها نباید به وحشت از مسمومیت فلزی دامن بزند، بلکه باید به مردم یادآوری کند که در روزهای آلوده از ماسک‌های فیلتردار استفاده کنند و اقدامات جدی‌تری برای کاهش مواجهه با آلودگی هوا انجام دهند.