کشف منابع ذرات مغناطیسی در گرد و غبار شهری: از لنت ترمز تا مگنتیت طبیعی

ترکیب اصلی ذرات معلق در هوای شهری

ذرات معلق موجود در جو، بر اساس منشأ تولید به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هر یک سهمی در آلودگی هوای مناطق پرتراکم دارند:

• مواد پوسته‌ای زمین: این ذرات عمدتاً شامل خاک، رس و شن هستند که در اثر فرسایش سنگ‌ها و وزش باد از منابع طبیعی به جو منتقل می‌شوند. فراوانی این ذرات در مناطق کوهستانی و خشک بیشتر است.
• ذرات حاصل از احتراق: این گروه شامل ذراتی است که از سوختن سوخت‌های فسیلی در موتور خودروها و فرآیندهای صنعتی به وجود می‌آیند. از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به کربن سیاه (دوده) و دیگر ترکیبات حاصل از احتراق سوخت‌های دیزلی و بنزینی اشاره کرد.
• ذرات سایشی: این ذرات محصول سایش و فرسایش مکانیکی قطعات خودروها مانند تایرها، لنت‌های ترمز و همچنین رویه‌ی آسفالت خیابان‌ها هستند. افزایش چشمگیر این نوع ذرات در مناطق پرترافیک شهری مشاهده می‌شود.

بررسی خاصیت مغناطیسی فلزات سنگین رایج

برخلاف تصور عمومی، بسیاری از فلزات سنگین که نگرانی‌های زیست‌محیطی ایجاد می‌کنند، خاصیت مغناطیسی ندارند و جذب آهنربا نمی‌شوند. این امر نشان می‌دهد که وجود ذرات مغناطیسی در گرد و غبار لزوماً به معنای وجود این فلزات نیست.

سرب (Lead) و جیوه (Mercury) هر دو از دسته فلزات دیامغناطیس هستند؛ به این معنی که نه تنها به آهنربا جذب نمی‌شوند، بلکه اثر میدان مغناطیسی را دفع می‌کنند. همچنین، آرسنیک و کادمیوم نیز غیرمغناطیسی هستند و توانایی جذب شدن به آهنربا را ندارند.

منابع اصلی ذرات مغناطیسی در گرد و غبار

اگرچه فلزات سنگین رایج غیرمغناطیسی هستند، اما ذراتی در گرد و غبار شهری وجود دارند که به راحتی جذب آهنربا می‌شوند. این ذرات عمدتاً از دو منبع اصلی نشأت می‌گیرند:

ذرات ناشی از سایش لنت ترمز

یکی از اصلی‌ترین منابع ذرات مغناطیسی در شهرهای پرترافیک، سیستم ترمز خودروها است. لنت‌های ترمز معمولاً از آلیاژهایی شامل آهن و کربن ساخته می‌شوند. در جریان ترمزگیری، این لنت‌ها ذرات میکروسکوپی از آهن و اکسید آهن را در محیط آزاد می‌کنند که به دلیل ساختار شیمیایی خود، خاصیت مغناطیسی قوی دارند و به آسانی جذب آهنربا می‌شوند.

مگنتیت طبیعی خاک

بسیاری از خاک‌ها، به ویژه خاک‌های آتشفشانی و معدنی، حاوی ماده‌ای به نام مگنتیت هستند. مگنتیت یکی از مغناطیسی‌ترین مواد طبیعی شناخته شده است. در مناطقی مانند تهران که در نزدیکی مناطق آتشفشانی قرار دارند، وجود این ماده در گرد و غبار شهری امری کاملاً طبیعی است و می‌تواند عامل جذب ذرات خاک توسط آهنربا باشد.

تأثیر الکتریسیته ساکن

در برخی ویدئوهایی که خاصیت مغناطیسی گرد و غبار را نشان می‌دهند، ممکن است قطعه مورد استفاده آهنربای واقعی نباشد یا اثر آن با پدیده‌ی الکتریسیته ساکن ترکیب شده باشد. به عنوان مثال، یک تکه پلاستیک باردار می‌تواند ذرات سبک خاک و دوده را جذب کند، در حالی که خاصیت مغناطیسی در کار نبوده و تنها نیروی الکترواستاتیک عامل جذب بوده است.