Химики могут помочь в разрешении кризиса загрязнения воздуха

Плохое качество воздуха является одним из ведущих пяти рисков для здоровья во всем мире, наряду с высоким кровяным давлением, курением табака, диабетом и избыточным весом. В 2015 году онj способствовалj почти 8% всех смертей во всем мире. Длительное воздействие загрязненного воздуха связано с респираторными инфекциями, хронической обструктивной болезнью легких, инсультом, сердечным приступом и раком легких. Онj по праву называется «пассивным наружным курением».

Child with cloth covering his mouth and nose

Загрязнители воздуха, такие как оксиды азота (NO и NO2, вместе называемые NOx), озон (O3) и частицы должны контролироваться в городах и других загрязненных регионах. Мелкие частицы с диаметром менее 2,5 микрометров (PM2.5) являются главной опасностью, поскольку она достаточно мала, чтобы проникать глубоко в дыхательные пути человека. Более 90% населения мира - около 7 миллиардов человек - подвергается воздействию наружного загрязнения над предельным лимитом Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в размере 10 микрограммов ТЧ2,5 на кубический метр в среднем за год.

Ежегодно около 4,5 миллионов человек умирают от воздействия загрязнения наружного воздуха, что подтверждается в прошлом месяце Комиссией по загрязнению и здоровью Ланцета. Половина из них - в Китае и Индии, хотя в России более высокий уровень смертности на душу населения: около 1,6 жителей на тысячу человек в год, что вдвое больше, чем в Индии. В среднем, каждый пострадавший человек умирает на 28 лет раньше, чем они будут делать, если бы они дышали чистым воздухом, составляя около 120 миллионов лет человеческой жизни, потерянной каждый год.

Стандарты качества воздуха в большинстве стран не позволяют предотвратить заболеваемость и смертность, а годовые стандарты для ТЧ2,5 часто превышают предельный уровень ВОЗ. В Европейском союзе нынешний предел в 25 микрограммов на кубический метр (мкг м-3) будет снижен до менее 20 мкг м-3 в 2020. Однако, по оценкам, 274 000 случаев смерти в регионе связаны с плохим качеством воздуха. В Японии предел составляет 15 мкг м-3 (79 000 случаев смерти), а в Соединенных Штатах - 12 мкг м-3 (115 000 случаев смерти). «Безопасный порог» или уровень риска минимального риска был снижен в мае после эпидемиологических исследований, что он должен быть снижен с 5,8-8,8 мкг м-3 до 2,4-5,9 мкг м-3. Это значительно ниже предела ВОЗ.

Хотя специалисты по общественному здравоохранению выявили связи между загрязнением воздуха, болезнями и смертностью, необходима дополнительная информация, чтобы разобрать причины и последствия. Например, токсичность различных типов частиц, индивидуально и в смесях, плохо известна. Слишком мало атмосферных химиков работают непосредственно на воздействии на здоровье.

Для оптимизации мер по борьбе с выбросами для здоровья человека необходимы более обширные, многодисциплинарные исследовательские группы. Помимо медиков и биологов, они должны включать эпидемиологов, токсикологов, экономистов-экономистов и химиков-атмосферников.

Туманный вид

Качество воздуха влияет на продолжительность жизни людей. Атмосферная химия влияет на продолжительность жизни загрязнителей воздуха. Связывание этих эффектов далеко не просто, по нескольким причинам.

Во-первых, загрязнение наружного воздуха имеет много источников. Жилищное отопление и приготовление пищи, особенно с использованием топливных печей и пожаров в странах с низким доходом, оказывают наибольшее влияние на смертность. Это объясняет примерно 1,35 миллиона смертей в год. Сельское хозяйство оказывает следующее наибольшее влияние, что составляет одну пятую смертей - в основном за счет аммиака, выделяемого навозным и удобрением, который сочетается с сульфатом и нитратом в воздухе с образованием сульфата аммония и нитрата аммония и, таким образом, ПМ2,5. Производство электроэнергии, промышленность и транспорт также способствуют озону и ТЧ2.5.

Во-вторых, сложные химические реакции в атмосфере сложны. Озон и большинство частиц PM2.5 являются вторичными загрязнителями, образованными из множества антропогенных и естественных выбросов. Факторы окружающей среды, такие как температура, влажность и рассеяние ветром, влияют на уровень загрязнения. Мелкие частицы, вдыхаемые в одном месте, будут выбрасываться по ветру и могут переноситься в течение нескольких дней в атмосфере, а также подвергаться химическим изменениям.

В-третьих, загрязняющие вещества взаимодействуют друг с другом. Уровни озона, например, определяются реакциями с участием NOx и летучих органических соединений (ЛОС) в солнечном свете. Поэтому для сокращения озона требуется сочетание мер. Но результаты могут быть трудно предсказать. Несмотря на то, что ЕС сократил выбросы NOx и ЛОС на 2-3% в год с начала 2000-х годов, уровень озона в регионе не снизился. Выбросы могут взорваться с других континентов. Однако смягчение NOx может иметь другие преимущества, такие как замедление образования сульфатных частиц в азиатских мегаполисах.

В-четвертых, уровни выбросов неопределенны и часто недооцениваются, поскольку они основаны на ограниченном числе измерений и различных допущениях. Около трети выбросов дизельного топлива из автомобилей большой грузоподъемности, а также более половины легковых автомобилей нарушают сертификационные ограничения на глобальном уровне. Сохранение дизельных транспортных средств в соответствии с существующими нормами выбросов, такими как EURO 6 / VI, принесет немедленную пользу для здоровья.

Наконец, существует нелинейная взаимосвязь между уровнями загрязнения воздуха и воздействиями на здоровье. Сокращение вдвое количества загрязнений необязательно вдвое уменьшает число смертей. Наиболее загрязненные места нуждаются в самых крупных усилиях по смягчению последствий, как выясняет Китай. Например, в загрязненных регионах на востоке Китая выбросы двуокиси серы сократились более чем на 50% с 2010 года, но уровень смертности снизился лишь незначительно4,5. Однако преимущества умножаются, поскольку воздух очищается. По нашим расчетам, уровень смертности от загрязнения воздуха в Соединенном Королевстве снизился на 30%, поскольку он ввел законодательство ЕС в области качества воздуха в период между 1970-х и 2010 годами. Однако падение было менее 20% в более загрязненных странах-членах, таких как Германия и Италия, хотя они применяли те же правила в своих секторах транспорта и энергетики10.

Политика контроля за выбросами должна быть адаптирована к местным условиям и учитывать химию и глобальные потоки загрязнителей воздуха. Однако страны Азии, Ближнего Востока и Африки не подписали Конвенцию Организации Объединенных Наций о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Во многих странах местные органы власти отвечают за качество воздуха, хотя они мало контролируют атмосферную среду.

Неопределенная токсичность

Слишком мало известно о том, как различные компоненты способствуют общей токсичности твердых частиц. Такая информация может информировать стратегические стратегии по сокращению смертности - например, путем быстрого установления серьезных пределов для наиболее опасных соединений. Переходные металлы, в том числе железо и медь, производят реактивные виды кислорода, которые усиливают тело. Сажа и другие углеродистые соединения могут сопровождаться полициклическими ароматическими углеводородами, которые являются мутагенными и канцерогенными. Сверхтонкие частицы (диаметром менее 0,1 мкм) могут проникать в мембраны легких и проникать в кровоток.

Существует корреляция в окружающих концентрациях компонентов ТЧ2,5, которые испускаются из того же источника. Атмосферные ученые могут помочь, приписывая составляющих их источникам. Химики могут прояснить молекулярные механизмы взаимодействия загрязняющих веществ с организмом и иммунной системой. Экспериментальные и теоретические методы исследования атмосферных процессов могут быть расширены, чтобы следить за взаимодействием загрязнителей воздуха с кожей и с жидкостями, которые образуют воздушные трассы. Экспозиции и ответы должны быть связаны путем объединения таких исследований с физико-химическими экспериментами и симуляциями, а также с биомедицинскими.

Исследования плотно населенных и сильно загрязненных мест - «суперсайты» исследований в области атмосферы и здоровья, такие как крупные китайские города, - это многообещающий способ проверить гипотезы о токсичности и разрешить взаимодействие различных загрязнителей. Методы обнаружения высокореактивных и короткоживущих опасных соединений, таких как углерод-центрированные и кислородцентрированные органические радикалы, могут быть объединены с токсикологическими экспериментами6. Они могут включать подверженность клеточных культур окружающему воздуху или эпидемиологические исследования респираторных, сердечно-сосудистых и воспалительных заболеваний.

Исследования в разных местах, которые имеют различные химические и метеорологические условия и различное происхождение загрязнения, могут основываться на информации из сетей качества воздуха, чтобы помочь разрешить воздействие различных источников загрязнения на здоровье. Такие исследования могут распутать роль частиц выхлопных газов дизельного топлива, износа шин и тормозов транспортных средств или вторичных органических аэрозолей. Они могут выявить относительную важность массы составляющих ТЧ2,5 в сравнении с размером, количеством и составом частиц.

Следует изучить эффекты вдыхания реактивных газов и окислителей, таких как озон и NOx, и их влияние на свойства поверхности и токсичность мелких частиц. Взаимодействие частиц аэрозольной частицы и газофазных компонентов, включая коагуляцию, адсорбцию и химические реакции, может иметь важное значение для понимания растущей распространенности аллергических заболеваний, которые заметно увеличились в западных странах.

Основное право

Каждый день средний человек вдыхает более 10 000 литров воздуха и выпивает около 2 литров воды. Эти потребности должны быть закреплены в политике как права человека - каждый год от загрязненного воздуха умирает 4,5 миллиона человек и 1,8 миллиона от загрязненных вод1. Цель ООН по устойчивому развитию гласит, что доступ к безопасной воде и санитарии является одним из прав человека. Мы считаем, что также должна быть устойчивая цель для чистого воздуха.

Для достижения адекватных и унифицированных стандартов качества воздуха необходимы глобальные усилия. Он должен помешать переизлучению сильно загрязняющих отраслей промышленности в страны с более разрешительными природоохранными нормами, что приведет к трансграничному воздействию на здоровье через международную торговлю. Совместно с ВОЗ Программа ООН по окружающей среде может объединить ученых и разработчиков политики, как это было сделано для истощения озона в стратосфере и изменения климата. Например, Всемирный банк мог бы более энергично поддерживать проекты по борьбе с загрязнением воздуха.

Атмосферным химикам следует более активно участвовать в исследованиях общественного здравоохранения. Они могут разрабатывать доступные методы измерения загрязняющих веществ, которые представляют собой воздействие на человека, и больше ориентироваться на ограниченные данными регионы в Азии, Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке. Они должны распределять источники ТЧ2.5 и исследовать химические взаимодействия на границе атмосферы и биосферы6. Одновременное нацеливание загрязнителей климата станет беспроигрышным для смягчения последствий изменения климата и качества воздуха, например, путем поддержки инициатив Коалиции климата и чистого воздуха. В этом месяце Папская академия наук также выступала за сокращение загрязнения воздуха.

Две международные встречи в Китае на этой неделе могут проложить путь для междисциплинарного сотрудничества, которое необходимо: симпозиум в Гуанчжоу по региональному управлению качеством воздуха (16-19 ноября) и конференция по загрязнению окружающей среды и здоровью человека в Чэнду 17-19 ноября 2017.

Poor air quality is one of the leading five health risks worldwide, along with high blood pressure, tobacco smoking, diabetes and being overweight. In 2015, it contributed to nearly 8% of all deaths worldwide. Long-term exposure to polluted air has been linked to respiratory infections, chronic obstructive pulmonary disease, stroke, heart attack and lung cancer. It is justifiably called ‘passive outdoor smoking’.

meteopathy.com

 

 

Отправить ответ

Оставьте первый комментарий!

Сообщать
avatar