PM2.5 воздушное загрязнение, характеристика и механизм воздействия

РМ2.5 воздушная опасность
Основной воздушный загрязнитель городского воздуха и поэтому наносящий основной урон организму горожанина наносит РМ2.5.

Эти микроскопические элементы обладают способностью беспрепятственно преодолевать барьер альвеол и попадать непосредственно в кровеносную систему. После проникновения в кровоток частицы распространяются по всем органам и тканям. В отличие от токсичных газов небольшие концентрации РМ2.5 не вызывают немедленной негативной реакции организма. Процесс накопления происходит постепенно и может спровоцировать развитие различных патологий в долгосрочной перспективе.

Важно понимать, что установить однозначную связь между загрязнением атмосферы и конкретным диагнозом практически невозможно. Многие опасаются острых отравлений ядовитыми веществами, что во многом связано с образами из кинематографа о военных действиях и техногенных авариях. Однако реальную угрозу для здоровья представляют именно незаметные мелкодисперсные загрязнители воздуха, с которыми мы контактируем постоянно. Токсичные компоненты постепенно аккумулируются в тканях и могут стать причиной развития тяжелых заболеваний.

Одноразовая дневная доза обойдется без серьезных последствий. По прошествии временем отложения РМ2.5 в организме перевалят за критический уровень, и тогда тоже постепенно и незаметно начинается ухудшение здоровья, появляются болячки.

Что это РМ2.5? (от англ. particulate matter - "взвешенные частицы"). Частицы, которые проходят через селективное устройство для разделения фракций взвешенных веществ, обеспечивающее отсеивание частиц с диаметром более 2,5 мкм. Мельчайшие твердые частицы и капельки жидкостей размером около 2 микрон. По международному стандарту такое загрязнение называют РМ2.5. Их часто называют мелкодисперсные взвешенные частицы или тонкодисперсная пыль.
Все эти частицы и капельки размером меньше 2,5 мкм находятся в воздухе во взвешенном состоянии и не осаждаются на землю как это происходит с более крупной пылью. Человеческий глаз тонкодисперсную пыль не видит, за исключением случаев большой концентрации в городах, которая часто образуется при длительной безветренной погоде. Такое явление называется смог. Подлетая на самолете к крупному городу, мы можем различать над ним серо-бордовую шапку. Вот это они и есть.

Мелкодисперсная пыль состоит из мельчайших кусочков сажи, угля, асфальта, автомобильных покрышек, частиц минеральных солей (сульфаты, нитраты), соединений тяжелых металлов (в основном оксиды). При этом уголь обладает высокими показателями впитывания. Сажа отличный сорбент, который накапливает токсичные соединения от двигателей внутреннего сгорания.

В результате образуется частичка сажи, заряженная вредной органикой. Воздух города помимо вышеуказанного насыщен оксидами азота и серы, при контакте с водой они образуют кислоты, и затем из кислот образуются твердые частички солей (нитраты и сульфаты).

Массовая концентрация РМ2.5 является ключевым параметром для оценки качества воздуха и его угрозы для здоровья человека. Существуют нормы Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и национальные стандарты в этой сфере. Я подчеркиваю этим, что это вполне доказанная, определенная и серьезная опасность, а не выдуманная журналистами история.

Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 2021 года, целевой среднесуточный уровень PM2.5 составляет 15 мкг/м³ (не более 3–4 дней превышения в год), а среднегодовой — 5 мкг/м³.
В России кратно выше. Действуют нормы по СанПиН 1.2.3685-21: разовая ПДК — 160 мкг/м³, среднесуточная ПДК — 35 мкг/м³, среднегодовая ПДК — 25 мкг/м³. Эти значения менее строгие, чем рекомендации ВОЗ.
Нормы ВОЗ - это рекомендации без юридической силы, основанные на научных данных о здоровье, а российские ПДК это обязательные пределы, превышение которых влечет нарушение и ответственность.

Есть порталы мониторинга качества воздуха. Наблюдая за датчиками обратите внимание что можно найти не средние показатели, а данные в течении суток. Ночью, соответственно, все благополучно, а днем когда мы выходим на улицу все запредельно. А в среднем за сутки все в пределах нормы получается. Вывод: в рабочее время горожанин находится в агрессивной среде.

В крупном городе в воздухе всегда есть частицы РМ2.5. Это факт. И мы в любом случае вдыхаем их. Это тоже факт. Вопрос не в том, какую дозу РМ2.5 получает организм каждый день или каждый год, а в том, что со временем это зло накапливается и наносит существенный и необратимый вред организму. То есть безопасной дозы, которая выводится организмом в принципе не существует.

Постепенно идет накопление ядовитых веществ и усиливается их воздействие на здоровье. Появление болезней, аллергических реакций, снижение иммунитета мы относим к ослаблению организма связанных с возрастом. Но основная причина этому вещества, которые проникают в наш организм извне с воздухом водой и пищей.

Городской житель вдыхает коктейль из PM2.5 каждый день. Из-за своего размера мелкодисперсные частицы легко через альвеолы проникают в кровь и разносятся по всему организму. На небольшие дозы РМ2.5 нет мгновенной реакции, как на отравляющий газ, но они накапливаются в организме и со временем могут привести к серьезным проблемам.

Мы боимся отравлений ядовитыми газами, которыми можно сразу отравиться. Страхи вызваны видимо фильмами про войны и катастрофы. Но наибольшую реальную ежедневную опасность представляют мелкодисперсные частицы, которых мы не замечаем. Отравляющие вещества накапливаются в организме и приводят к серьезным проблемам со здоровьем. При этом прямой корреляции между воздушным загрязнением и конкретной болезнью конкретного человека конечно же провести невозможно. Проблемы со здоровьем вызваны комплексом обстоятельств, воздействующих на организм и проникающих в организм веществ вместе с воздухом, пищей и водой.

Мелкодисперсные частицы, проникая в легкие там оседают, вызывая разрастание соединительной ткани, которая не способна передавать кислород из вдыхаемого воздуха гемоглобину крови и выделять углекислый газ.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), это влияние обусловлено как кратковременной (в течение часов или дней), так и долговременной (в течение месяцев или лет) экспозицией и включает: респираторную и сердечно сосудистую заболеваемость, например, обострение астмы и респираторных симптомов, рост смертности от сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний и от рака легких.

Результаты исследования в лаборатории показали, что мелкодисперсные твердые частицы индуцируют повреждения клеток ДНК, что приводит к легочным и сердечно-сосудистым заболеваниям и раку с помощью механизмов, которые вызывают легочное и системное воспаление, ускоряют атеросклероз и изменяют сердечные вегетативные функции, повышают риск смертности от ишемической болезни сердца и аритмии. Вдыхаемые ультратонкие частицы могут транспортироваться в сосудистую систему и непосредственно в сердце, вызывая при этом сердечную аритмию и снижение сократительной способности сердечной мышцы и коронарного кровотока. Чем меньше размер вдыхаемых взвешенных частиц воздуха, тем большее их влияние на сердечно-сосудистые заболевания (особенно при гипертонии).

Особенно уязвимыми являются чувствительные группы людей, страдающих заболеваниями легких или сердца, а также люди пожилого возраста и дети.

Причинно-следственные связи отравленного воздуха и конкретной болезни конкретного человека очень слабо изучены учеными. Но безусловно, что отравленный воздух - основная причина снижения иммунитета. А далее любой вирус или болезнь находит наиболее слабое место в организме и атакует. Абсолютно точно грязный воздух напрямую связан с сердечно-сосудистыми, легочными и раковыми заболеваниями. В промышленных городах статистика легочных, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний в разы выше, чем в сельской местности. Каждый третий житель мегаполиса аллергик. И все это несмотря на то, что доступ к медицинскому обслуживанию в городах намного лучше чем на селе

В городском воздух много разных частиц и мелких, и крупных, и легких, и тяжелых. Большие и тяжелые частицы со временем «опадают» на землю. Иногда в виде экзотического красного или фиолетового снега около какого ни будь завода. Но вот легкие мелкодисперсные частицы на землю практически не оседают. Мелкие частицы не могут преодолеть сопротивление среды и «упасть» на землю. А самым мелким частицам сопротивление оказывает еще и броуновское движение. Небольшая часть РМ2.5 осаждается, в том числе с дождями. Но город круглосуточно генерирует эти частицы в десятки раз больше, чем их осаждается, поэтому их количество постоянно увеличивается в атмосфере.

Помогает только ветер, который выметает РМ2.5 из города. Если бы не ветер, то мы бы все давно задохнулись. В таких городах как Пекин с большими периодами безветрия концентрация мелкодисперсных частиц часто достигает критически опасных для здоровья величин. То есть очистить уличный воздух города от мелкодисперсных частиц невозможно.

Несколько лет назад появились оконные фильтры устанавливаемы по типу москитной сетки. Роль москитной сетки выполняет полотно изготовленной с применением нано-волокна. Такой фильтр обладает одновременно и высокой пропускной способностью и фильтрующими качествами. Он способен задерживать около 90% мелкодисперсный частиц воздуха. С точки зрения цены и эффективности – вещь уникальная. Не требует обслуживания. Легко моется водой раз в два три месяца и служит много лет. В России известен Respilon. Оконный фильтр натягивается на москитную рамку, плотно прилегающую к уплотнителю ПВХ окна. Монтаж всего 5-30 минут. Фильтр легко моется водой с моющим средствами и служит до 7 лет Цену можно рассчитать в калькуляторе.