Воздушный загрязнитель, в состав которого входят как твердые микрочастицы, так и мельчайшие капельки жидкостей имеют размер от 10 нм до 2,5 мкм. Все частицы и капельки размером меньше 2,5 мкм находятся в воздухе во взвешенном состоянии. В отличие от более крупных частиц, они легко проникают сквозь биологические барьеры и поэтому представляют наибольшую угрозу для организма человека. Другие обозначения и названия частиц РМ2.5: FSP (fine suspended particles, fine particles, fine particulate matter), мелкодисперсные взвешенные частицы, тонкодисперсная пыль.
8.1. Происхождение
По происхождению РМ-2.5 делятся на первичные и вторичные. К первым относятся мельчайшие кусочки сажи, асфальта и автомобильных покрышек, частицы минеральных солей (сульфаты, нитраты), соединения тяжелых металлов (в основном оксиды). Особенно необходимо отметить частицы сажи, так как уголь является хорошим сорбентом и на них хорошо осаждаются токсичные соединения. Биологические загрязнители (некоторые аллергены и микроорганизмы) тоже относятся к РМ-2.5.
Вторые образуются непосредственно в атмосфере. Например: в городской воздух выбрасываются оксиды азота и серы, которые при контакте с водой образуют кислоты, а уже из них получаются твердые частицы солей (нитраты и сульфаты).
По типу источника частицы РМ 2.5 делятся на:
• Искусственные (антропогенные)
Главный антропогенный источник частиц — транспорт. Двигатели внутреннего сгорания и промышленные процессы со сжиганием твердых видов топлива (уголь, бурый уголь, нефть), строительство, добыча полезных ископаемых, многие виды производства (особенно производство цемента, керамики, кирпича, плавильное производство), в городах источником может быть эрозия дорожного покрытия и стирание тормозных колодок и шин. Далее сельское хозяйство – источник аммиака, из которого могут образоваться вторичные РМ 2.5.
• Природные
Источники: эрозия почвы в засушливых районах и органические испарения
Массовая концентрация РМ 2.5 является ключевым параметром для оценки качества воздуха и его угрозы для здоровья человека. Учитывая, что скорость оседания частиц РМ 2.5 в 15 раз ниже, чем для РМ10, и составляет примерно 0,2 мм/с., в воздухе (особенно в городах) постоянно присутствуют определённые концентрации РМ 2.5. При этом необходимо отметить, что концентрация РМ 2.5 намного больше в городах и его химический состав в городе опаснее, чем на природе. По нормам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) среднегодовой уровень РМ 2.5 должен составлять не больше 10 мкг/м3, а среднесуточный уровень не больше 25 мкг/м3. Величина максимально разовой предельно допустимой концентрации РМ 2,5 в Таджикистане составляет – 160 мкг/м3, среднесуточная предельно допустимая концентрация – 35 мкг/м3 и среднегодовая концентрация – 25мкг/м3.
Наблюдения за содержанием мелкодисперсных частиц ведутся согласно единому документу «Руководство ЕМЕП по отбору проб и химическому анализу. EMEP/CCC- Report 1/95». Реальную концентрацию частиц в воздухе оценивают различные службы экологического мониторинга по всему миру.
Крупнейший онлайн-мониторинг воздуха — The World Air Quality Index. Он показывает индекс качества воздуха в городах по всему миру. Индекс этот считается по всем воздушным загрязнителям, один из которых РМ 2.5. В России в 2009 году разработан проект методических указаний для организации мониторинга загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсными частицами
8.2. Воздействие РМ на организм человека
По данным отчета ВОЗ о загрязнении воздуха и его влиянии на здоровье людей с 1990 по 2010 годы 3,1 млн. людей умерли от причин, связанных с частицами РМ 2.5. Еще одна цифра: частицы PM 2.5 сокращают ожидаемую продолжительность жизни в среднем на 8,6 месяцев. Всего с РМ 2.5 «связаны» 3% смертей от заболеваний сердечно-сосудистой и дыхательной систем и 5% смертей от рака легкого.
В день среднестатистический городской житель вдыхает 200 миллиардов частиц РМ 2.5. Половина из них откладывается в легких. Опасность заключается в том, что небольшие дозы РМ 2.5 не дают мгновенной реакции, но они накапливаются в организме и со временем могут привести к серьезным проблемам. Именно поэтому в отчете ВОЗ речь идет не о пиковых скачках РМ 2.5 во время промышленных выбросов, а о хроническом воздействии этих частиц на организм. В течение 2 часов мельчайшие частицы раздражают определенные рецепторы в воздухоносных путях и запускают рефлекс, меняющий сердечный ритм и интенсивность дыхания. Работает нервная система, а нервная регуляция всегда отличается быстрым ответом на раздражитель.
В течение 24 часов воздействия мельчайшие частицы откладываются в легких, сосудах и вызывают в них воспаление. В ответ на воспаление в крови повышается количество специальных сигнальных белков – цитокинов. Они запускают цепь биохимических реакций, которые ведут к тромбозу, а потом и к ишемической болезни сердца, инфаркту и т.д.
Частицы РМ 2.5 называют вдыхаемой фракцией. Они настолько мелкие, что проходят сквозь биологические барьеры в нашем организме: носовая полость, верхние дыхательные пути, бронхи. РМ 2.5 вместе с воздухом попадают напрямую в альвеолы — пузырьки, в которых происходит газообмен между легкими и кровеносными сосудами.
Самые мелкие частицы РМ 2.5 при газообмене могут попадать в кровь. Поэтому с ними связаны заболевания не только дыхательной системы, но и сердечнососудистой. Причем загрязняют и частицы сами по себе, и вредные соединения, сорбированные на мельчайших частицах (угольная сажа).
Исследователи проследили за РМ 2.5 в организме и выявили шесть основных механизмов вредного воздействия частиц:
- Возбуждение легочных рецепторов: учащение дыхания, сердечная аритмия
- Разрушение клеток легочного эпителия
- Развитие воспалительного ответа
- Увеличение свертываемости крови
- Дестабилизация атеросклеротических бляшек
- Утолщение стенок сосудов
По данным Всемирной организации здравоохранения, твердые частицы, присутствующие в атмосферном воздухе, оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Повышение концентрации РМ 2,5 на 0,01 мг/м3 вызывает рост общей смертности на 1%, смертности от сердечно-сосудистых заболеваний – на 1,4% и от болезней органов дыхания – на 3,4%.
Загрязнение воздуха описывается как “молчаливый убийца”, потому что оно редко является прямой причиной смерти. Скорее всего, загрязнение воздуха является 4-й ведущей причиной ранней смертности в мире, что составляет:
29% всех смертей и заболеваний от рака легких
17% всех смертей и заболеваний от острой инфекции нижних дыхательных путей
24% всех смертей от инсульта
25% всех смертей и заболеваний от ишемической болезни сердца
43% всех смертей и заболеваний от хронической болезни легких.
Подсчитано, что в среднем 92% мирового населения дышит нездоровым воздухом, хотя эта цифра варьируется от региона к региону. Например, в докладе о мировом качестве воздуха за 2019 год было установлено, что 72,7% людей, живущих в Европе, дышат воздухом, превышающим норматив ВОЗ по ежегодному воздействию PM2.5.
Воздействие только взвешенных частиц уменьшает ожидаемую продолжительность жизни в среднем на 1 год, в основном за счет возрастающего риска заболеваний сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также рака легких. Более того, недавние исследования, выполненные в 25 городах Евросоюза, позволяют оценить возможность увеличения ожидаемой продолжительности жизни на 22 месяца в городах с наибольшим загрязнением воздуха при условии снижения долговременной концентрации PM 2,5 до рекомендуемых ВОЗ среднегодовых значений (10 мкг/м3).
Выводы
Важной задачей управления качеством воздуха является снижение экспозиции населения к РМ. Для этого необходима, прежде всего, оценка концентраций РМ 2,5 и РМ10. Мониторинг концентрации только суммы взвешенных веществ, в которую входят и частицы большего размера, чем РМ10, в меньшей степени подходит для эффективного регулирования качества воздуха в целях охраны здоровья населения.
В Таджикистане отсутствует практика инвентаризации, расчета рассеивания мелкодисперсных частиц при нормировании выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. В связи с этим учет РМ отсутствует и при разработке проектов санитарно-защитных зон, что, учитывая биологическое действие, и значительную дальность распространения РМ частиц, обуславливает существенное снижение эффективности санитарно-защитных зон.
За исключением города Душанбе, в других населённых пунктах и городах Республики мониторинг РМ не ведётся. Отсутствуют утвержденные методики выполнения измерений мелкодисперсной пыли в атмосферном воздухе.
Мониторинг РМ необходим:
- для получения информации о качестве атмосферного воздуха и информирования общественности;
- для принятия необходимых мер защиты для различных групп населения;
- определения динамики изменения качества атмосферного воздуха;
- выявления источников загрязнения и оценки эффективности мер по снижению выбросов из этих источников;
- для качественной и количественной оценки вредных экспозиций населения к мелкодисперсным частицам в рамках социально-гигиенического мониторинга;
- в целях установления их вклада в нарушения популяционного здоровья и оценки рисков;
- для контроля соответствия или несоответствия фактических уровней загрязнения государственным нормативам допустимого содержания вредных веществ в воздухе.
Продолжение следует…
«Данный обзор подготовлен в рамках проекта и финансовой поддержки Государственного департамента США. Мнения, выводы, изложенные в настоящем обзоре, принадлежат реализатору проекта и не обязательно отражают точку зрения Государственного департамента США».
