Розмір частинок атмосферного аерозолю коливається в межах від декількох нанометрів до кількох десятків мікрометрів. У той час як частинки більше 1 мікрометра переважно складаються з мінерального пилу, морської солі та часточок біологічного походження (таких як пилок, бактерії та спори), частинки діаметром менше 1 мікрометра є вторинним продуктом технологічних процесів і складаються з таких компонентів, як сульфати, нітрати та органічний вуглець або вуглець, що утворився в процесі горіння, як наприклад елементарний вуглець (сажа). В містах частинки розміром менше ніж 0,1 мікрометр переважно складаються з такої сажі. Більше того, вони можуть складати значну загрозу, якщо містять в своєму складі домішки важких металів та поліциклічних ароматичних вуглеводнів. Концентрації цих частинок суттєво коливаються протягом дня і тижня, особливо в місцях наближених до інтенсивного дорожнього руху.

Scanning Mobility Particle Sizer
Рисунок 1:
Гюнтер Лєшау, LfULG

Тому на даний час такі ультрадисперсні частинки є великою проблемою для громадського здоров'я. Вони можуть накопичуватись глибоко в легенях та спричиняти серцево-судинні та респіраторні захворювання. До сьогоднішнього дня не існує законодавчих важелів для регулювання вмісту ультрадисперсних часточок в атмосферному повітрі. Існуючі граничнодопустимі концентрації для твердих завислих часточок розміром 2,5 та 10 мкм (PM10 та PM2.5), які ґрунтуються на визначенні масової концентрації, не придатні для оцінки вмісту ультрадисперсних часточок через їх малий розмір і незначну масову частку серед PM10 та PM2.5. Звідси випливає, що визначення кількісної концентрації є кращим показником для характеристики вмісту ультрадисперсних частинок в атмосферному повітрі. Тому існує потреба у відповідних вимірювальних пристроях та їх застосуванні у мережі моніторингу якості атмосферного повітря. На сьогоднішній день вимірювання вмісту ультрадисперсних частинок в атмосферному повітрі проводиться лише в декількох містах Європи та здійснюються переважно науково-дослідними інститутами.

В рамках проекту UFIREG ми будемо проводити вимірювання вмісту частинок розміром 10-500 нм в п’яти Європейських містах. Через те, що забезпечення якості є ключовим питанням ми плануємо проведення періодичних порівняльних та калібрувальних вимірювань в рамках проекту.

Particle number and size distribution at three different locations in Saxony
Малюнок 2:
Вміст ультра дисперсних частинок в п’яти місцях Саксонії
(modified from Löschau et al., Air Quality Control 71 (2011) Nr. 1/2)

Оцінка впливу ультрадисперсних частинок на здоров’я людини

Епідеміологічні та токсикологічні дослідження вказують на те, що ультрадисперсні частинки можуть спричиняти негативний вплив на здоров’я людини, ефект якого буде підсилювати вплив більших частинок або спричинятиме незалежну дію. Як було зазначено вище ультрадисперсні частинки можуть бути носіями малої кількості токсичних сполук. Адсорбовані на поверхні частинок співзабрудники згодом руйнуються в легенях, а потім транспортуються через альвеолярні мембрани в кров. Навіть тоді, коли ультрадисперсні частинки не є особливо токсичними, є свідчення того, що вони можуть ініціювати оксидативний стрес у легенях. Оксидативний стрес - це процес, який змінює хімічну структуру легеневих клітин, спричинює запалення та запускає ряд проблем із здоров’ям. На додачу до співзабрудників самі ультрадисперсні частинки є достатньо мікроскопічними, щоб перетнути легеневі мембрани та проникнути в кров. Там вони можуть викликати імунні реакції, загущення крові, що призводить до зростання ймовірності виникнення серцевих нападів та інсультів. Вони можуть транспортуватись також до різних органів, наприклад печінки чи серця, з кровотоком. Групами ризику є люди похилого віку та люди зі схильністю до захворювань на серцеві хвороби та діабет.

Particle deposition profile in the respiratory tract
Рисунок 3:
Накопичення частинок у дихальних шляхах

Однак, інформація про вплив ультра дисперсних частинок на здоров’я все ще є недостатньою, особливо у географічному масштабі. Цей проект досліджуватиме короткотривалий вплив різних за розміром ультрадисперсних частинок на стан захворюваності та смертності в Німеччині, Чеській Республіці, Словенії та Україні. Таким чином, проект покликаний привернути увагу до цієї проблеми населення, місцевих органів охорони здоров’я та навколишнього природного середовища.

Література

Peters, A., Rückerl, R., Cyrys, J. (2011): Lessons Learned from Air Pollution Epidemiology. J Occup and Environ Med, 53, S8 - S13.

Rückerl, R. Schneider, A., Breitner, S., Cyrys, J., Peters, A. (2011):Health Effects of Particulate Air Pollution - A Review of Epidemiological Evidence. Inhalation Toxicology 23(10), 555 - 592.

Partner Partner