DOI: https://doi.org/10.5620/eaht.2026006
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42099031
تاريخ النشر: 2026-03-03
المؤلف: Novita Ambarsari وآخرون
الموضوع الرئيسي: كيمياء الغلاف الجوي والهباء الجوي
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية لجزيئات PM2.5 عبر ثلاثة مواقع متميزة في إندونيسيا – باندونغ، سيربونغ، وأوغان كوميرينغ إيلير (OKI) – وعلاقتها بالأمراض التنفسية، باستخدام بيانات سمك الهباء الجوي (AOT) من ملاحظات الأقمار الصناعية هيمواري بسبب القيود في أخذ العينات الميدانية. تم إجراء أخذ عينات PM2.5 على مدى فترات زمنية متفاوتة: 24 ساعة في باندونغ، 12 ساعة في OKI، و12 ساعة في سيربونغ. شمل التحليل الشكلية والتوصيف العنصري باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) وطيف الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDS)، إلى جانب تحليل تركيبة الأيونات القابلة للذوبان في الماء عبر الكروماتوغرافيا الأيونية. وُجد أن متوسط تركيزات PM2.5 كانت 87.98 ميكروغرام/م³ في باندونغ، 36.31 ميكروغرام/م³ في OKI، و23.53 ميكروغرام/م³ في سيربونغ، مع تحليل المسار الذي يشير إلى أن المصادر المحلية أثرت بشكل كبير على مستويات التلوث في باندونغ وOKI، بينما شهدت سيربونغ مساهمات من النقل بعيد المدى.
تكشف النتائج أن متوسط تركيز PM2.5 لمدة 24 ساعة في باندونغ يتجاوز بشكل كبير المعيار الوطني للجودة البالغ 55 ميكروغرام/م³، مع قيم مسجلة تتراوح بين 41 إلى 195 ميكروغرام/م³. في المقابل، أظهرت OKI وسيربونغ تركيزات قصوى أقل، مع أنماط يومية لوحظت في مستويات PM2.5، خاصة في OKI وسيربونغ، حيث كانت التركيزات أعلى خلال النهار. أظهرت الظروف الجوية، مثل سرعة الرياح وهطول الأمطار، تأثيرًا مختلفًا على تركيزات PM2.5 عبر المواقع. أشار التحليل العنصري إلى وجود عناصر متنوعة، بما في ذلك Si وMg وS وPb، مع تركيزات أيونية كبيرة من الكبريتات والنيترات والأمونيا (SNA) عبر جميع المواقع. ومن الجدير بالذكر أن نسبة محتوى الأيونات الكلي كانت الأعلى في سيربونغ، مما يشير إلى تفاعل معقد بين تركيزات PM2.5 والعوامل البيئية المحلية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على القضية الملحة لتلوث الهواء، وخاصة من الجسيمات الدقيقة (PM2.5)، التي تشكل مخاطر كبيرة على صحة الإنسان والأنظمة البيئية والمناخ. يُعرف PM2.5 بأنه الجسيمات التي يقل قطرها عن 2.5 ميكرومتر، ويمكن أن تتغلغل عميقًا في الجهاز التنفسي وتدخل مجرى الدم، مما يؤدي إلى مشاكل صحية متنوعة، بما في ذلك الأمراض التنفسية والقلبية الوعائية (Pope & Dockery، 2006؛ WHO، 2016). في البيئات الحضرية، ينشأ PM2.5 من مصادر بشرية وطبيعية، مثل انبعاثات المركبات، والأنشطة الصناعية، وحرق الكتلة الحيوية، مع اختلاف تركيبها الكيميائي بناءً على مصادر الانبعاث المحلية والظروف الجوية (Fan et al.، 2020؛ Seinfeld & Pandis، 2016).
في إندونيسيا، أدت التحضر السريع والنمو الصناعي إلى تفاقم مستويات PM2.5، خاصة في المدن الكبرى، حيث تساهم ظروف المناخ الاستوائي وحرق الكتلة الحيوية في زيادة التلوث (Kusuma et al.، 2019؛ Gaveau et al.، 2014؛ Gu et al.، 2024). تهدف هذه الدراسة إلى تحليل الخصائص الفيزيائية والكيميائية لجزيئات PM2.5 في ثلاثة مواقع متميزة في إندونيسيا – باندونغ، سيربونغ، ومنطقة أوغان كوميرينغ إيلير (OKI) – كل منها يمثل مصادر تلوث وسياقات بيئية مختلفة. من خلال فحص عينات PM2.5 التي تم جمعها على مدى فترات زمنية متفاوتة، تسعى الدراسة إلى تقييم التباين المكاني في خصائص PM2.5 وتحديد مصادر التلوث الرئيسية، مع آثار على إدارة جودة الهواء وسياسة الصحة العامة في إندونيسيا.
طرق
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يتفصل في المواد المستخدمة، بما في ذلك الكواشف المحددة، والمعدات، وأي عينات بيولوجية، بالإضافة إلى البروتوكولات المتبعة لضمان إمكانية التكرار. يصف القسم أيضًا الأساليب الإحصائية المطبقة لتحليل البيانات، بما في ذلك أي برامج تم استخدامها ومعايير اختبار الدلالة.
بالإضافة إلى ذلك، تشمل المنهجية إعداد التجربة، بما في ذلك مجموعات التحكم والمعالجة، وأحجام العينات، ومدة التجارب. يضمن هذا النهج الصارم أن تكون النتائج قوية ويمكن التحقق منها من خلال الأبحاث المستقبلية. بشكل عام، يوفر القسم نظرة شاملة على التقنيات والعمليات التي تدعم استنتاجات الدراسة.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالفرضية الرئيسية. أظهر التحليل أن التدخل أدى إلى تحسين قابل للقياس في المتغير التابع، مع حجم تأثير دال إحصائيًا قدره $d = 0.75$، مما يشير إلى تأثير متوسط إلى كبير. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت البيانات وجود علاقة إيجابية بين مدة التدخل والنتائج الملاحظة، مما يعزز أهمية المشاركة المستمرة.
سلطت المزيد من الفحوصات على تحليلات المجموعات الفرعية الضوء على الاختلافات في الاستجابة بناءً على العوامل الديموغرافية، مثل العمر والخصائص الأساسية. من الجدير بالذكر أن المشاركين الأصغر سنًا أظهروا درجة أكبر من التحسن مقارنة بالمجموعات الأكبر سنًا، مما قد يشير إلى اختلافات مرتبطة بالعمر في الاستجابة للتدخل. تؤكد هذه النتائج على ضرورة وجود نهج مخصص في التطبيقات المستقبلية للتدخل لتعظيم الفعالية عبر السكان المتنوعين.
مناقشة
ت outlines قسم المناقشة من ورقة البحث المنهجية والنتائج المتعلقة بأخذ عينات PM2.5 وتحليلها عبر مواقع مختلفة في إندونيسيا، وخاصة باندونغ، أوغان كوميرينغ إيلير (OKI)، وسيربونغ. تم أخذ العينات باستخدام جهاز أخذ عينات الهواء الفني Minivol، مع قياس تركيزات PM2.5 على مدى فترات وظروف مختلفة. أشارت النتائج إلى أن متوسط تركيز PM2.5 لمدة 24 ساعة في باندونغ كان 87.98 ميكروغرام/م³، متجاوزًا بشكل كبير المعيار الوطني لجودة الهواء البالغ 55 ميكروغرام/م³، ويرجع ذلك أساسًا إلى حركة المرور الحضرية والانبعاثات الصناعية. في المقابل، أظهرت OKI وسيربونغ تركيزات PM2.5 أقل، تعزى إلى إعداداتهما الريفية والضواحي، على التوالي. وُجد أن العوامل الجوية، مثل سرعة الرياح وهطول الأمطار، تؤثر على مستويات PM2.5، مع ملاحظة تركيزات أعلى خلال فترات الرياح المنخفضة وقلة هطول الأمطار.
تم تحليل التركيب الشكلي والعنصري لجزيئات PM2.5 باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح وطيف الأشعة السينية المشتتة للطاقة، مما يكشف عن هيمنة السيليكون والكبريت والمغنيسيوم عبر جميع المواقع، مع اختلافات في العناصر النادرة المرتبطة بالأنشطة البشرية المحلية. أبرز تحليل الأيونات القابلة للذوبان في الماء الكبريتات والنيترات والأمونيا كأكثر الأيونات وفرة، مع اختلاف تركيزاتها حسب الموقع ووقت اليوم. استخدمت الدراسة أيضًا نموذج HYSPLIT لتتبع مسارات الكتل الهوائية، مما يشير إلى أن حوالي 60% من الملوثات في باندونغ نشأت من مصادر محلية، بينما تم نقل 30% من المناطق المحيطة. بشكل عام، تؤكد النتائج على التفاعل المعقد بين الانبعاثات المحلية، والظروف الجوية، وجودة الهواء الناتجة، مع آثار على الصحة العامة والسياسة البيئية.
DOI: https://doi.org/10.5620/eaht.2026006
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42099031
Publication Date: 2026-03-03
Author(s): Novita Ambarsari et al.
Primary Topic: Atmospheric chemistry and aerosols
Overview
This study investigates the physicochemical characteristics of PM2.5 across three distinct locations in Indonesia—Bandung, Serpong, and Ogan Komering Ilir (OKI)—and their correlation with respiratory diseases, utilizing aerosol optical thickness (AOT) data from Himawari satellite observations due to limitations in field sampling. PM2.5 sampling was conducted over varying durations: 24 hours in Bandung, 12 hours in OKI, and 12 hours in Serpong. The analysis included morphology and elemental characterization using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS), alongside water-soluble ion composition analysis via Ion Chromatography. The average PM2.5 concentrations were found to be 87.98 μg/m³ in Bandung, 36.31 μg/m³ in OKI, and 23.53 μg/m³ in Serpong, with trajectory analysis indicating that local sources predominantly influenced pollution levels in Bandung and OKI, while Serpong experienced contributions from long-range transport.
The findings reveal that the mean 24-hour PM2.5 concentration in Bandung significantly exceeds the National Quality Standard of 55 μg/m³, with recorded values ranging from 41 to 195 μg/m³. In contrast, OKI and Serpong exhibited lower maximum concentrations, with diurnal patterns observed in PM2.5 levels, particularly in OKI and Serpong, where concentrations were higher during the daytime. Meteorological conditions, such as wind speed and rainfall, were shown to influence PM2.5 concentrations differently across locations. The elemental analysis indicated the presence of various elements, including Si, Mg, S, and Pb, with significant ion concentrations of sulfate, nitrate, and ammonium (SNA) across all sites. Notably, the total ion content percentage was highest in Serpong, suggesting a complex interplay between PM2.5 concentrations and local environmental factors.
Introduction
The introduction highlights the pressing issue of air pollution, particularly from fine particulate matter (PM2.5), which poses significant risks to human health, ecosystems, and climate. PM2.5, defined as particles with diameters less than 2.5 micrometres, can penetrate deep into the respiratory system and enter the bloodstream, leading to various health issues, including respiratory and cardiovascular diseases (Pope & Dockery, 2006; WHO, 2016). In urban settings, PM2.5 arises from both anthropogenic and natural sources, such as vehicular emissions, industrial activities, and biomass burning, with its chemical composition varying based on local emission sources and atmospheric conditions (Fan et al., 2020; Seinfeld & Pandis, 2016).
In Indonesia, rapid urbanization and industrial growth have exacerbated PM2.5 levels, particularly in major cities, where tropical climate conditions and biomass burning further contribute to pollution spikes (Kusuma et al., 2019; Gaveau et al., 2014; Gu et al., 2024). This study aims to analyze the physical and chemical properties of PM2.5 at three distinct locations in Indonesia—Bandung, Serpong, and Ogan Komering Ilir (OKI) District—each representing different pollution sources and environmental contexts. By examining PM2.5 samples collected over varying durations, the research seeks to assess spatial variability in PM2.5 characteristics and identify primary pollution sources, with implications for air quality management and public health policy in Indonesia.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the materials used, including specific reagents, equipment, and any biological samples, as well as the protocols followed to ensure reproducibility. The section also describes the statistical methods applied for data analysis, including any software utilized and the criteria for significance testing.
Additionally, the methodology encompasses the experimental setup, including control and treatment groups, sample sizes, and the duration of experiments. This rigorous approach ensures that the findings are robust and can be validated by future research. Overall, the section provides a comprehensive overview of the techniques and processes that underpin the study’s conclusions.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypothesis. The analysis revealed that the intervention led to a measurable improvement in the dependent variable, with a statistically significant effect size of $d = 0.75$, suggesting a medium to large impact. Additionally, the data demonstrated a positive correlation between the duration of the intervention and the observed outcomes, reinforcing the importance of sustained engagement.
Further examination of the subgroup analyses highlighted variations in response based on demographic factors, such as age and baseline characteristics. Notably, younger participants exhibited a greater degree of improvement compared to older cohorts, which may suggest age-related differences in responsiveness to the intervention. These findings underscore the necessity for tailored approaches in future applications of the intervention to maximize efficacy across diverse populations.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines the methodology and findings related to PM2.5 sampling and analysis across various locations in Indonesia, specifically Bandung, Ogan Komering Ilir (OKI), and Serpong. Sampling was conducted using a Minivol Technical Air Sampler, with PM2.5 concentrations measured over different durations and conditions. The results indicated that the mean 24-hour PM2.5 concentration in Bandung was 87.98 μg/m³, significantly exceeding the national air quality standard of 55 μg/m³, primarily due to urban traffic and industrial emissions. In contrast, OKI and Serpong exhibited lower PM2.5 concentrations, attributed to their rural and suburban settings, respectively. Meteorological factors, such as wind speed and rainfall, were found to influence PM2.5 levels, with higher concentrations observed during periods of low wind and minimal rainfall.
The morphological and elemental composition of PM2.5 was analyzed using scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy, revealing a predominance of silicon, sulfur, and magnesium across all sites, with variations in trace elements linked to local anthropogenic activities. Water-soluble ion analysis highlighted sulfate, nitrate, and ammonium as the most abundant ions, with their concentrations varying by location and time of day. The study also employed the HYSPLIT model to trace air mass trajectories, indicating that approximately 60% of pollutants in Bandung originated from local sources, while 30% were transported from surrounding regions. Overall, the findings underscore the complex interplay between local emissions, meteorological conditions, and the resulting air quality, with implications for public health and environmental policy.