Что же это за частицы PM2.5?
Откуда они появляются, чем опасны и почему вокруг них такой ажиотаж? Почему они заслуживают такого пристального внимания со стороны всех, кто заботится о здоровье? Осторожно, лонгрид!

Происхождение частиц

Частицы PM2.5 – взвешенные твердые микрочастицы и мельчайшие капельки жидкости (10 нм - 2,5 мкм в диаметре), содержащиеся в воздухе.

Почему именно на них сосредоточено внимание экспертов? В отличие от крупных частиц они, преодолевая биологические барьеры, попадают в организм и поэтому угрожают человеческому здоровью.

Fine particulate matter пребывают в воздухе в состоянии аэрозоля и в природной среде, но наибольшую опасность они представляют именно в мегаполисах. В городской среде их больше, по химическому составу мелкодисперсный аэрозоль намного токсичнее, чем в условиях дикой природы. В разных мегаполисах состав аэрозоля PM2.5 отличается, как и параметры частиц, входящих в его состав.

Какое происхождение мелкодисперсных взвешенных частиц? Как они появляются?
  • Первичные
    Они представляют собой мелкие кусочки сажи, автомобильных шин и асфальта, нитраты, сульфаты, оксиды тяжелых металлов. Если говорить о саже, то уголь хороший адсорбент. Токсические соединения осаждаются на частичках сажи при работе ДВС. В итоге, сажа приобретает «ядовитое» содержание.
  • Вторичные
    Они появляются вследствие химической реакции оксидов азота и серы с водяными парами в атмосфере. Сначала получаются кислоты, а уже из них выпадают соли нитратной и сульфатной группы.
С точки зрения источника fine particles бывают:
  • Антропогенного (искусственного) происхождения
    Основным источников таких частиц является транспорт с ДВС, а также промышленные предприятия, стройки, добывающая промышленность, эрозия асфальта, стирание автопокрышек и тормозных колодок. Более того fine particles могут выделяться в воздух из-за сельскохозяйственной деятельности, так как там зачастую используются аммиачные удобрения .
  • Не антропогенного (природного) происхождения
    Fine suspended particles появляются вследствие эрозии почвы в степях, пустынях и органических испарений.

Какое количество мелкодисперсной пыли содержится в воздухе?

Чтобы оценить качество и опасность воздуха для человеческого здоровья, массовая концентрация частиц PM2.5 является ключевым параметром. Согласно нормам ВОЗ, среднегодовой уровень fine suspended particles не должен превышать 10 мкг/м³, а за сутки не более 25 мкг/м³.

Чем же вызван ажиотаж вокруг частиц fine particles?

Что касается Китая, каждый житель имеет представление о мелкодисперсных взвешенных частицах. Но и в других частях мира они, к сожалению, становятся известными. Fine suspended particles опасны, их угроза жизни и здоровью становится всё более явной. Статистика на этот счет неутешительна: 3 млн. человек умерли в период с 1990 по 2010 гг. по причинам, связанным с PM2.5. Средняя продолжительность жизни из-за частиц сокращается на 1 год. Вдыхание воздуха с частицами PM2.5 провоцирует 3% смертей от заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем, и 5% смертей от рака лёгких.

Тонкодисперсная пыль опасна ещё и тем, что при её ежедневном вдыхании мгновенной негативной реакции нет. Они имеют накопительный эффект, который приводит к серьёзным проблемам со здоровьем. Именно поэтому в отчете ВОЗ речь идёт о хроническом воздействии данных частиц на организм человека, под которым жители мегаполисов находятся каждый день.

В воздухе города содержатся частицы различных диаметров, крупные оседают со временем на землю. В то же время частицам PM2.5 сложно преодолеть сопротивление воздушной среды, чтобы осесть, а самые мелкие частицы двигаются в хаосе броуновского движения. Частично тонкодисперсная пыль оседают после дождей, но в больших городах эти частицы накапливаются от различных источников, а если бы не было ветра в городе, то с неба в буквальном смысле «падали кирпичи». Задерживают частицы PM2.5 только НЕРА фильтры.
Влияние на организм fine suspended particles

Как уже было сказано выше, тонкодисперсная пыль – это вдыхаемая фракция. Она попадает в лёгкие, непосредственно в альвеолы, в которых совершается газообмен между лёгкими и кровеносными сосудами. При газообмене частицы PM2.5 попадают в кровь, что провоцирует возникновение сердечно-сосудистых заболеваний. Воздействуют как сами частицы, так и вещества, сорбированные на поверхности частиц.

Остановимся на двух гипотезах влияния частиц PM2.5 на сердечно-сосудистую и дыхательную системы, выдвинутых ученым Peters A.

Гипотеза №1: о «мгновенном» ответе (спустя 2 часа)

Основана на том, что в ответ на попадание частиц в дыхательную систему запускается рефлекс, меняется интенсивность дыхания и сердечный ритм. Таким образом, реагирует нервная система. В итоге: мгновенный ответ на инородный раздражитель.

Гипотеза №2: о «медленном» ответе (спустя 24 часа)

Мелкодисперсные частицы откладываются в легких и сосудах, приводят к воспалению. При этом в крови повышается число белков-цитокинов, запускающих цепь биохимических реакций. И это приводит к тромбозу, ишемической болезни сердца, инфаркту.

Для подкрепления гипотез фактами были проведены исследования за поведением тонкодисперсной пыли в организме, в ходе которых выявили шесть основных механизмов вредного воздействия PM2.5:
  • 1
    Учащение дыхания, сердечная аритмия вследствие возбуждения лёгочных рецепторов
    Этот механизм основан на ответной реакции на раздражитель, попадающий в организм. Таким образом, сужаются бронхи и учащается кашель, появляется першение в горле и раздражение в грудной полости. Что касается сердечной аритмии, то выявлена зависимость между повышенным содержанием мелкодисперсных частиц и случаев такого заболевания у человека.
  • 2
    Деструкция легочного эпителия
    Тонкодисперсная пыль, попадая в лёгкие, разрушает поверхность альвеол, которые отвечают за газообмен, и это вызывает гипоксию или гиперкапнию.
  • 3
    Воспаление в качестве ответного действия
    Когда частицы РМ2.5 попадают в организм, то мозг даёт команду костному мозгу избавляться от инородных тел. В ответ на сигналы мозга костный мозг выделяет иммунные тела – макрофаги. Они обволакивают частицы, вызывая в легких воспаление.
  • 4
    Увеличивается свертываемость крови
    Такое воздействие тонкодисперсная пыль может вызвать тоже, ведь вместе с костным мозгом, выделяющим макрофаги, печень выделяет белок CRP, повышающий свертываемость крови, что, в свою очередь, может привести к тромбозу.
  • 5
    Дестабилизация липидных отложений
    Вследствие того, что макрофаги помимо мелкодисперсных частиц могут разрушать и стенки сосудов, то фиброзная «покрышка» истончается, и атеросклеротическая бляшка может выйти в просвет сосуда, что создаст ещё больший риск возникновения тромбоза.
  • 6
    Сужение сосудов
    Учёными доказана зависимость между содержанием в организме тонкодисперсной пыли и сужением артериальных сосудов, а это в свою очередь, приводит к атеросклерозу.
Как же обнаруживают мелкодисперсные взвешенные частицы?

Существует индекс загрязненности PM2.5, показывающий содержание этих частиц в воздухе. Во многих странах мира уже существуют специальные службы экологического мониторинга воздушной среды, к примеру, онлайн-мониторинг The World Air Quality Index.

Информация об индексе загрязненности PM2.5 имеется в Европе, США и Китае, где одновременно с прогнозом погоды показывают содержание частиц. В России, к сожалению, информации о наличии частиц в свободном доступе нет. Однако это не значит, что тонкодисперсная пыль в воздухе отсутствует. Хорошо справляются с измерением PM2.5 портативные анализаторы качества воздуха, что даёт возможность проводить замер содержания частиц практически каждому.

Как обстоят дела с PM2.5 в городах мира?

Согласно данным ВОЗ, по количеству в атмосфере частиц PM 2.5 лидируют США и КНР, однако Россию тоже не стоит списывать со счетов. Ещё во времена СССР учёные озаботились количеством смога в воздухе. Сейчас же, если не публикуют данные экологического мониторинга, то это вовсе не значит, что мелкодисперсных частиц нет в воздухе Москвы или Санкт-Петербурга. Другое дело, что и в других городах России PM 2.5 хватает. Всё зависит от сезона и погодных условий. Смог возникает и в других крупных городах бывшего СССР: Киев, Минск, Бишкек, Баку и другие. В отличие от Китая и США, в России не предпринимается существенных мер об информировании населения, так что здесь встретить человека с маской-респиратором можно редко. Однако вред от смога никуда не девается, и проблема не исчезает.

Другое дело, что если смог в Москве считается чрезвычайной ситуацией, то в Пекине, Гуанчжоу, Шанхае такое явление возникает почти каждый день. Люди научились защищать себя от воздействия, но ничего изменить не могут. Экосистемы этих городов настолько перегружены такими частицами, что только благоприятные погодные условия могут облегчить ситуацию.

Заключение

Подводя итоги, хочется упомянуть, что опасность частиц PM2.5 в их накопительном постепенном воздействии на организм, потому что приведенные выше гипотезы никто не рискнет проверять на человеке. Люди городов по большей части вдыхают загрязненный воздух, но дома или на природе организм успевает очиститься от PM2.5. Тогда всех вышеперечисленных проблем удастся избежать. Если же накапливаются частицы PM2.5 быстрее, чем происходит очищение, то возникает отложенный эффект.

Согласно статистике, в день житель мегаполиса вдыхает 200 млрд. частиц PM2.5, половина из которых откладывается в лёгких. Одна такая доза не вызовет серьёзных последствий. При постоянном же воздействии есть повод задуматься о защите от частиц PM2.5. Спасением от них послужат маски-респираторы на улице или НЕРА фильтры в приточной вентиляции в домах. В Москве маска-респиратор вам почти не пригодится, а вот в Пекине, Токио, Лос-Анджелесе о ней не следует забывать. Не лишним будет позаботиться о приточной вентиляции в городах, так как дома мы проводим большую часть своей жизни.

Выполняйте рекомендации и следите за своим здоровьем!