عاجل | اكتشف العلماء مسارًا كيميائيًا مخفيًا يجعل هواء المدينة ضبابيًا

قد يلعب أكسيد النيتريك دورًا أكبر في تلوث هواء المدينة مما كان يعتقده العلماء سابقًا.

يمكن أن يبدو هواء المدينة صافيًا في لحظة ما، ثم يتحول إلى ضبابي في اللحظة التالية، لكن الكيمياء وراء هذا التغيير غالبًا ما تكون مخفية جزيئًا بعد جزيء. في ممرات المرور، بالقرب من محطات الطاقة، وحول مصادر الاحتراق الأخرى، عادة ما يتم التعامل مع أكسيد النيتريك (NO) على أنه مادة كيميائية تحد من بعض التفاعلات التي تشكل الجسيمات. أفاد باحثون من جامعة تامبيري وجامعة هلسنكي الآن أنه في ظل ظروف حضرية معينة، قد يفعل العكس.

هذه النتيجة مهمة لأن جزيئات الهباء الجوي، وهي قطع صغيرة من المواد المعلقة في الهواء، هي من بين الأجزاء الأكثر ضررًا في تلوث الهواء. ويمكن أن تدخل إلى الرئتين، وتقلل من الرؤية في أماكن مثل الطرق والشوارع، وتؤثر على الطقس والمناخ. للتنبؤ بجودة الهواء بشكل أكثر دقة، يحتاج العلماء إلى معرفة بالضبط كيف تتشكل هذه الجسيمات من الغازات الموجودة في الغلاف الجوي.

أكسيد النيتريك قد يعزز الجزيئات

لسنوات عديدة، نظر علماء الغلاف الجوي إلى أكسيد النيتريك بشكل أساسي باعتباره كابحًا لتكوين أبخرة منخفضة التطاير وقابلة للتكثيف. هذه هي الغازات التي يمكن أن تبرد وتتكثف وتساعد في تكوين جزيئات الهباء الجوي. كان هذا الرأي منطقيًا بالنسبة للعديد من الأنظمة الكيميائية، لكنه ترك سؤالًا مهمًا مفتوحًا: ماذا يحدث عندما يلتقي أكسيد النيتريك بأنواع مركبات الكربونيل العطرية الموجودة غالبًا في هواء المدينة؟

يقول باحث الدكتوراه شاون باروا من جامعة تامبيري: "تقليديًا، يُنظر إلى أكسيد النيتروجين على أنه مركب يحد من تكوين سلائف الهباء الجوي في الغلاف الجوي. وتظهر نتائجنا أنه من المرجح أن يعزز تكوينها من مركبات متطايرة معينة".

الكيمياء الخفية تعيد تشكيل الهواء الحضري

ولتتبع هذا الأثر الكيميائي، ركز الباحثون على مركبات الكربونيل العطرية بعد دخولها الغلاف الجوي من عوادم المركبات، والنشاط الصناعي، والمنتجات الاستهلاكية. هذه المركبات متطايرة، مما يعني أنها يمكن أن تتحرك بسهولة في الهواء كغازات، ولكن يمكن أيضًا أن تتحول عن طريق التفاعلات الجوية.

وباستخدام التجارب المعملية المتقدمة والنمذجة الحاسوبية، حدد الباحثون مسارًا تم تجاهله إلى حد كبير. في هذا المسار، يمكن للتفاعلات التي تتضمن أكسيد النيتريك أن تحول مركبات الكربونيل العطرية بسرعة إلى سلائف الهباء الجوي، وهي لبنات البناء الكيميائية التي تساعد على تشكل الجزيئات.

يقول الدكتور أفيناش كومار من جامعة تامبيري: "تكشف النتائج التي توصلنا إليها أن كيمياء الهواء الحضري أكثر تعقيدًا مما كان مفترضًا سابقًا. للتنبؤ بدقة بجودة الهواء في المستقبل، نحتاج إلى فهم جميع المسارات الكيميائية التي تساهم في تكوين الجسيمات".

قد تكون النماذج في عداد المفقودين ردود الفعل

والنتيجة مهمة بشكل خاص بالنسبة للمدن، حيث غالبًا ما تتواجد الملوثات العطرية وانبعاثات أكسيد النيتروجين معًا. إذا كان هذا المسار الذي تم تحديده حديثًا نشطًا في الأجواء الحضرية حول العالم، فقد يساعد في تفسير سبب صعوبة النماذج أحيانًا في التنبؤ بالجسيمات، وهو التلوث الناتج عن جزيئات صغيرة محمولة بالهواء.

على الرغم من عقود من العمل، لا يزال العلماء لا يفهمون تمامًا كيف تتشكل جزيئات الهباء الجوي في هواء المدينة. يقول البروفيسور ماتي ريسانن من جامعة تامبيري إن أحد الأسباب قد يكون أن بعض سلاسل التفاعل المهمة قد تم استبعادها من نماذج الغلاف الجوي.

يقول البروفيسور ماتي ريسانين من جامعة تامبيري: "إن تفاعلات الأكسدة المتسلسلة بين ملوثات الهواء الشائعة، مثل تلك التي تم تسليط الضوء عليها في هذه الدراسة، كانت مفقودة من كيمياء النماذج الحالية وقد تقطع شوطا طويلا نحو تفسير سبب صعوبة التنبؤ بأحمال الهباء الجوي في المناطق الحضرية". ويعتقد أن النتائج ستساعد العلماء على تحسين نماذج الغلاف الجوي المستخدمة للتنبؤ بنوعية الهواء وتقييم آثار تلوث الهواء على صحة الإنسان والمناخ.

المرجع: "يمكن لأكسيد النيتريك أن يعزز تكوين سلائف الهباء الجوي الثانوي من الكربونيلات العطرية" بقلم شاون باروا، وأفيناش كومار، وبراسينجيت سيل، ومجتبى بزاتبور، وساكشي جها، ونانا مايليس، وسيدهارث آير، وماتي ريسانين، 7 مايو 2026، اتصالات الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41467-026-72628-ث

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.