Що таке тверді частинки?
Частинки, що переносяться в повітрі (ПМ), не є окремими забруднювачами, а є сумішшю багатьох хімічних видів. Це складна суміш твердих речовин та аерозолів, що складається з дрібних крапель рідини, сухих твердих фрагментів та твердих стрижнів з рідкими покриттями. Частинки дуже різняться за розмірами, формою та хімічним складом і можуть містити неорганічні іони, металеві сполуки, елементарний вуглець, органічні сполуки та сполуки із земної кори. Частинки визначаються своїм діаметром для регулювання якості повітря. Ті з діаметром 10 мкм або менше (PM10) вдихаються в легені і можуть спричинити несприятливі наслідки для здоров'я. Тонкі тверді частинки визначаються як частинки діаметром 2.5 мкм або менше (ТЧ2.5). Отже, РМ2.5 містить частину ПМ10.
Яка різниця між PM10 та PM2.5?
PM10 та PM2.5 часто походять від різних джерел викидів, а також мають різний хімічний склад. Викиди від згоряння бензину, нафти, дизельного палива або деревини спричиняють значну частину забруднення ТЧ2.5, яке виявляється у зовнішньому повітрі, а також значну частку ТЧ10. PM10 також включає пил з будівельних майданчиків, звалищ та сільського господарства, лісові пожежі та спалювання щіток / відходів, промислові джерела, продуваний вітром пил з відкритих земель, пилок та фрагменти бактерій.
ПМ може або безпосередньо виділятися з джерел (первинних частинок), або утворюватися в атмосфері в результаті хімічних реакцій газів (вторинних частинок), таких як діоксид сірки (SO2), оксиди азоту (NOX), а також деякі органічні сполуки. Ці органічні сполуки можуть виділятися як з природних джерел, таких як дерева та рослинність, так і з техногенних (антропогенних) джерел, таких як промислові процеси та вихлопні гази автомобілів. Відносні розміри частинок PM10 та PM2.5 порівнюються на малюнку нижче.
Чому CARB турбує PM10 та PM2.5?
CARB стурбований повітряними частинками через їх вплив на здоров'я каліфорнійців та навколишнє середовище. І РМ2.5, і ПМ10 можна вдихати, причому деяка кількість осідає по дихальних шляхах, хоча місця відкладання частинок у легені залежать від розміру частинок. РМ2.5 частіше потрапляє на поверхню глибших відділів легені і осідає на ній, тоді як РМ10 частіше осідає на поверхнях великих дихальних шляхів верхньої області легені. Частинки, що осідають на поверхні легенів, можуть спричинити пошкодження тканин та запалення легенів.
Які види шкідливих наслідків можуть спричинити конкретні речовини?
Ряд несприятливих наслідків для здоров'я було пов'язано з впливом як PM2.5, так і PM10. Що стосується ПМ2.5, короткочасне опромінення (тривалістю до 24 годин) було пов’язане із передчасною смертністю, збільшенням госпіталізації з причин серця або легенів, гострим та хронічним бронхітом, нападами астми, відвідуванням невідкладної допомоги, симптомами дихання та обмеженими дні активності. Про ці несприятливі наслідки для здоров’я повідомляли в першу чергу у немовлят, дітей та людей похилого віку з уже існуючими захворюваннями серця або легенів. Крім того, серед загальних забруднювачів повітря РМ2.5 пов'язаний з найбільшою часткою несприятливих наслідків для здоров'я, пов'язаних із забрудненням повітря, як у Сполучених Штатах, так і у всьому світі на основі даних Всесвітньої організації охорони здоров'я Проект "Глобальне тягар хвороб".
Короткочасний вплив PM10 був пов’язаний насамперед із погіршенням захворювань органів дихання, включаючи астму та хронічну обструктивну хворобу легень (ХОЗЛ), що призвело до госпіталізації та відвідування невідкладної допомоги.
Довготривалий (від місяців до років) вплив PM2.5 був пов’язаний з передчасною смертю, особливо у людей, які мають хронічні захворювання серця або легенів та зниження зростання функції легенів у дітей. Наслідки тривалого впливу PM10 менш чіткі, хоча кілька досліджень вказують на зв'язок між тривалим впливом PM10 та смертністю від дихання. Міжнародне агентство з дослідження раку (IARC) опублікувало огляд в 2015 році дійшов висновку, що тверді частинки при забрудненні зовнішнього повітря викликають рак легенів.
Хто найбільше ризикує від впливу твердих частинок?
Дослідження вказують на людей похилого віку з хронічними захворюваннями серця або легенів, дітей та астматиків як групи, які найімовірніше зазнають несприятливих наслідків для здоров’я при впливі PM10 та PM2.5. Крім того, діти та немовлята сприйнятливі до вдихання таких забруднювачів, як ПМ, оскільки вони вдихають більше повітря на фунт ваги, ніж дорослі - вони швидше дихають, проводять більше часу на відкритому повітрі і мають менші розміри тіла. Крім того, незріла імунна система дітей може спричинити їх сприйнятливість до ПМ, ніж здорових дорослих.
Дослідження ініційовані CARB Дослідження здоров’я дітей виявили, що діти, що живуть у громадах з високим рівнем PM2.5, мали повільніший ріст легенів і мали менші легені у віці 18 років у порівнянні з дітьми, які жили в громадах з низьким рівнем PM2.5.
CARB використовував методологію оцінки ризиків EPA США для проведення оцінки передчасної смертності, пов’язаної з впливом PM2.5 (California Air Resources Board 2010). Оновлення цього аналізу з використанням даних про якість атмосферного повітря за 2014-2016 роки показало, що вплив PM2.5 сприяє 5,400 (діапазон невизначеності 4,200 - 6,700) передчасним смертям через серцево-легеневі причини на рік в Каліфорнії. Крім того, PM2.5 сприяє приблизно 2,800 госпіталізаціям із серцево-судинними та респіраторними захворюваннями (діапазон невизначеності 350 - 5,100) та близько 6,700 відвідувань невідкладної допомоги при астмі (діапазон невизначеності 4,200 - 9,300) щороку в Каліфорнії.
Як частинки впливають на навколишнє середовище?
У багатьох наукових дослідженнях було показано, що тверді частинки зменшуються видимість, а також негативно впливати на клімат, екосистеми та матеріали. ПМ, в першу чергу ПМ2.5, впливає на видимість, змінюючи спосіб поглинання та розсіювання світла в атмосфері. Що стосується зміни клімату, деякі складові суміші навколишнього середовища ТЧ сприяють потеплінню клімату (наприклад, чорний вуглець), тоді як інші мають охолоджуючий вплив (наприклад, нітрати та сульфати), тому оточуючий ПМ має як потепління клімату, так і охолодження. ПМ може негативно впливати на екосистеми, включаючи рослини, ґрунт та воду, через відкладення ПМ та подальше його поглинання рослинами або його відкладення у воду, де це може вплинути на якість та чистоту води. Метал та органічні сполуки в ПМ мають найбільший потенціал для зміни росту та врожайності рослин. Осадження ТМ на поверхнях призводить до забруднення матеріалів.
Чи є тверді частинки проблемою в приміщенні?
Частина твердих частинок, що знаходяться в приміщенні, походить ззовні, особливо PM2.5. Ці частинки потрапляють у приміщення через двері, вікна та “негерметичність” будівельних конструкцій. Частинки також можуть походити із внутрішніх джерел. Частинки кімнатного походження включають компоненти, отримані з біологічних джерел, багато з яких є відомими алергенами, такі як пилок, спори цвілі, пилові кліщі та таргани. Заходи в приміщенні також генерують частинки, включаючи куріння тютюну, готування та спалювання дров, свічок або пахощів. Частинки також можуть утворюватися в приміщенні внаслідок складних реакцій газоподібних забруднювачів, що виділяються з таких джерел, як побутові засоби для чищення та освіжувачі повітря.
Які стандарти навколишнього повітря щодо твердих частинок?
Стандарти якості навколишнього повітря визначають максимальну кількість забруднюючих речовин, які можуть бути присутніми у зовнішньому повітрі, не завдаючи шкоди здоров’ю людей. У 2002 році, після детального огляду наукової літератури, Рада прийняла новий середньорічний стандарт PM2.5 проміле та зберіг існуючі річні та 24-годинні стандартні середні стандарти PM10. Національний середньорічний стандарт ПМ2.5 був нещодавно переглянутий у 2012 році після вичерпного огляду нової літератури, що вказує на збільшення ризику передчасної смертності при нижчих концентраціях ПМ2.5, ніж існуючий стандарт. Результатом огляду 2012 року стало збереження існуючих 24-годинних середніх стандартів PM2.5 та PM10.
***
Стаття, надрукована в Каліфорнійському комітеті авіаційних ресурсів: https://ww2.arb.ca.gov/resources/inhalable-particulate-matter-and-health
