Загрязнение воздуха

Сюда перенаправляются «Плохое качество воздуха» и «Качество воздуха». Чтобы узнать об устаревшей медицинской теории, см. Теорию миазмов . Информацию об измерении загрязнения воздуха см. в разделе «Индекс качества воздуха» . О свойствах воздуха см. Атмосфера Земли .

Загрязнение воздуха коксовой печью

2016 года Индекс экологической эффективности — более темные цвета указывают на более низкие концентрации мелких твердых частиц и диоксида азота , а также на лучшее качество воздуха в помещениях .

Смертность от загрязнения воздуха на 100 000 жителей (IHME, 2019)

Загрязнение воздуха — это загрязнение воздуха из-за присутствия в атмосфере веществ, называемых загрязнителями, которые вредны для здоровья людей и других живых существ или наносят ущерб климату или материалам. Это также загрязнение внутренней или наружной среды химическими, физическими или биологическими агентами , которые изменяют естественные характеристики атмосферы. Существует множество различных типов загрязнителей воздуха, таких как газы (включая аммиак , окись углерода , диоксид серы , оксиды азота , метан и хлорфторуглероды ), твердые частицы (как органические, так и неорганические) и биологические молекулы . Загрязнение воздуха может вызвать заболевания, аллергию и даже смерть людей; это также может нанести вред другим живым организмам, таким как животные и сельскохозяйственные культуры, и может нанести ущерб природной среде (например, изменение климата , истощение озонового слоя или деградация среды обитания ) или искусственной среде (например, кислотные дожди ). Загрязнение воздуха может быть вызвано как деятельностью человека, так и и явления природы.

Качество воздуха тесно связано с климатом Земли и экосистемами во всем мире. Многие из источников загрязнения воздуха также являются источниками выбросов парниковых газов , т.е. сжигания ископаемого топлива .

Загрязнение воздуха является значительным фактором риска для ряда заболеваний, связанных с загрязнением , включая респираторные инфекции , болезни сердца , хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ), инсульт и рак легких . Все больше данных свидетельствует о том, что воздействие загрязнения воздуха может быть связано со снижением показателей IQ, нарушением когнитивных функций, повышенный риск психических расстройств, таких как депрессия и вред перинатальному здоровью. организма Последствия плохого качества воздуха для здоровья человека далеко идущие, но в первую очередь они затрагивают дыхательную и сердечно-сосудистую системы . Индивидуальная реакция на загрязнители воздуха зависит от типа загрязнителя, воздействию которого подвергается человек. человека степень воздействия, а также состояние здоровья и генетика .

Загрязнение воздуха является крупнейшим экологическим фактором риска заболеваний и преждевременной смерти. и четвертый по значимости фактор риска для здоровья человека. Ежегодно загрязнение воздуха является причиной преждевременной смерти около 7 миллионов человек во всем мире. или глобальная средняя потеря ожидаемой продолжительности жизни (LLE) 2,9 года, и не было никаких существенных изменений в количестве смертей, вызванных всеми формами загрязнения, по крайней мере, с 2015 года. Загрязнение атмосферного воздуха, связанное только с использованием ископаемого топлива, ежегодно приводит к гибели около 3,61 миллиона человек. что делает его одним из главных факторов смертности людей . Антропогенный озон является причиной около 470 000 преждевременных смертей в год, а загрязнение мелкими частицами (PM _2,5 ) - еще около 2,1 миллиона человек. Масштабы кризиса загрязнения воздуха огромны: в 2018 году, по оценкам ВОЗ, «9 из 10 человек дышат воздухом, содержащим высокие уровни загрязняющих веществ». Хотя последствия для здоровья обширны, способ решения этой проблемы считается в значительной степени случайным. или пренебрегают.

По оценкам Всемирного банка, потери благосостояния (преждевременная смертность) и потери производительности (потеря рабочей силы), вызванные загрязнением воздуха, обходятся мировой экономике в 5 триллионов долларов в год. Издержки от загрязнения воздуха, как правило, являются внешними последствиями для современной экономической системы и большей части человеческой деятельности, хотя иногда они компенсируются посредством мониторинга, законодательства и регулирования .

Существует множество различных технологий и стратегий для снижения загрязнения воздуха. Хотя в большинстве стран есть законы о загрязнении воздуха , по данным ЮНЕП , в 43 процентах стран отсутствует юридическое определение загрязнения воздуха, в 31 проценте отсутствуют стандарты качества наружного воздуха, в 49 процентах их определение ограничивается только загрязнением окружающей среды, и только 31 процент имеет законы. для борьбы с загрязнением, происходящим за пределами их границ. Национальные законы о качестве воздуха часто оказываются весьма эффективными, в частности Закон о чистом воздухе 1956 года в Великобритании и Закон о чистом воздухе США , принятый в 1963 году. Некоторые из этих усилий были успешными на международном уровне, например, Монреальский протокол , которые сократили выбросы вредных озоноразрушающих химикатов, а также Хельсинкский протокол 1985 года , что сократило выбросы серы , в то время как другие, такие как международные действия по изменению климата , оказались менее успешными.

Источники загрязнения воздуха

Существует множество различных источников загрязнения воздуха. Некоторые загрязнители воздуха (например, оксиды азота) возникают главным образом в результате деятельности человека. в то время как некоторые (особенно газ радон ) происходят в основном из природных источников. Однако многие загрязнители воздуха (включая пыль и диоксид серы) происходят из природных и антропогенных источников.

Антропогенные (техногенные) источники

Снос градирен электростанции, Атлон, Кейптаун, ЮАР, 2010 г.

Контролируемое поджог поля за пределами Стейтсборо, штат Джорджия , США, в рамках подготовки к весенней посадке.

Копчение рыбы на открытом огне в Гане, 2018 г.

Сожжение священной бумаги в китайском храме

• К стационарным источникам относятся:
  • работающие на ископаемом топливе Электростанции, на биомассе, , и электростанции, работающие имеют дымовые трубы (см., например, воздействие угольной промышленности на окружающую среду )
    • Нефтегазовые объекты с утечками метана
  • сжигание традиционной биомассы, такой как древесина, отходы растениеводства и навоз. (В развивающихся и бедных странах традиционное сжигание биомассы является основным источником загрязнителей воздуха. Он также является основным источником загрязнения твердыми частицами во многих развитых регионах, включая Великобританию и Новый Южный Уэльс. Его загрязнители включают ПАУ . )
  • производственные мощности (фабрики)
    • Исследование 2014 года показало, что в Китае производство оборудования, машин и устройств, а также строительный сектор составляют более 50% выбросов загрязняющих веществ в воздух. Столь высокий уровень выбросов обусловлен высокой интенсивностью выбросов и высокими коэффициентами выбросов в промышленной структуре.
  • строительство
  • сжигание отходов ( инсинераторы , а также открытые и неконтролируемые пожары неправильно утилизированных отходов, составляющие около четверти твердых бытовых отходов)
  • печи и другие виды отопительных приборов, работающих на топливе
• Мобильные источники включают автомобили , поезда (особенно тепловозы и DMU ), морские суда и самолеты. а также ракеты и возвращение компонентов и мусора . Внешнее загрязнение атмосферного воздуха автомобилей попадает в воздух из выхлопных газов и автомобильных шин (в том числе микропластика). ). Дорожные транспортные средства производят значительную часть всех загрязнений воздуха (обычно, например, от трети до половины всех выбросов диоксида азота). и являются основной движущей силой изменения климата .
• сельским хозяйством и Стратегии управления лесами с использованием контролируемых сжиганий. Такие практики, как вырубка и поджоги в лесах, таких как Амазонка, вызывают сильное загрязнение воздуха в результате вырубки лесов . Контролируемое или предписанное сжигание — это практика, используемая в лесопользовании , сельском хозяйстве, восстановлении прерий и сокращении выбросов парниковых газов . Лесники могут использовать контролируемый огонь в качестве инструмента, поскольку огонь является естественной особенностью экологии как леса, так и лугов. Контролируемое сжигание способствует прорастанию некоторых желательных лесных деревьев, что приводит к возобновлению леса.

Существуют также источники, возникающие в результате процессов, отличных от сгорания :

• Пары от краски, лака для волос , лака , аэрозольных баллончиков и других растворителей. Они могут быть существенными; По оценкам, выбросы из этих источников составляли почти половину загрязнения летучими органическими соединениями в бассейне Лос-Анджелеса в 2010-х годах.
• Выбросы отходов на свалки производят метан открытое сжигание отходов приводит к выделению вредных веществ.
• Ядерное оружие , токсичные газы, бактериологическая война и ракетная техника являются примерами военных ресурсов.
• Сельскохозяйственные выбросы и выбросы от производства мяса или животноводства вносят существенный вклад в загрязнение воздуха.
  • Удобренные сельскохозяйственные угодья могут быть основным источником оксидов азота .

Средние подкисляющие выбросы (загрязнение воздуха) различных продуктов питания на 100 г белка

Типы продуктов питания	Подкисляющие выбросы (г SO 2 экв. на 100 г белка)
Говядина	343.6
Сыр	165.5
Свинина	142.7
Баранина и баранина	139.0
Выращенные ракообразные	133.1
Птица	102.4
Выращенная рыба	65.9
Яйца	53.7
Арахис	22.6
Горох	8.5
Тофу	6.7

Природные источники

Пыльная буря приближается к Стратфорду, штат Техас , 1935 год.

• Пыль из природных источников, обычно это большие площади земли с небольшой растительностью или без нее.
• Метан , выделяемый при переваривании пищи животными, например крупным рогатым скотом .
• радон, Газ образующийся в результате радиоактивного распада в земной коре . Радон — бесцветный, не имеющий запаха, встречающийся в природе радиоактивный благородный газ , образующийся в результате распада радия . Считается, что это опасно для здоровья. Газ радон из природных источников может накапливаться в зданиях, особенно в закрытых помещениях, таких как подвалы, и является второй по частоте причиной рака легких после курения сигарет .
• Дым и угарный газ от лесных пожаров . В периоды активных лесных пожаров дым от неконтролируемого биомассы сгорания может составлять почти 75% всего загрязнения воздуха по концентрации.
• Растительность в некоторых регионах выделяет экологически значимое количество летучих органических соединений (ЛОС) в теплые дни. Эти ЛОС реагируют с первичными антропогенными загрязнителями – в частности, с NO _x , SO ₂ и антропогенными органическими соединениями углерода – с образованием сезонной дымки вторичных загрязнителей. Черная камедь , тополь, дуб и ива — вот некоторые примеры растительности, которая может выделять большое количество ЛОС. Производство ЛОС этими видами приводит к повышению уровня озона в восемь раз выше, чем у видов деревьев с низким уровнем воздействия.
• Вулканическая активность, в результате которой образуются серы , хлора и пепла . частицы

Коэффициенты выбросов

Основная статья: AP 42 Сбор коэффициентов выбросов загрязнителей воздуха

Воздух в Пекине в 2005 году после дождя (слева) и задымленного дня (справа)

Коэффициенты выбросов загрязняющих веществ в воздух представляют собой репрезентативные значения, которые направлены на то, чтобы связать количество загрязняющего вещества, выброшенного в окружающий воздух, с деятельностью, связанной с выбросом этого загрязняющего вещества. Обычно эти факторы определяются как вес загрязняющего вещества, разделенный на единицу веса, объема, расстояния или времени деятельности, приводящей к образованию загрязняющего вещества (например, килограммы выбрасываемых твердых частиц на тонну сожженного угля). Эти критерии облегчают оценку выбросов из различных источников загрязнения. В большинстве случаев эти компоненты представляют собой просто средние значения всех доступных данных приемлемого качества и считаются типичными для долгосрочных средних значений.

Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях определила пестициды и другие стойкие органические загрязнители, вызывающие обеспокоенность. К ним относятся диоксины и фураны, которые непреднамеренно образуются при сжигании органических веществ, например при открытом сжигании пластмасс, и являются эндокринными разрушителями и мутагенами .

Переработка электронных отходов в Агбогблоши , Гана, с использованием открытого сжигания электроники для доступа к ценным металлам, таким как медь. Открытое сжигание пластмасс распространено во многих частях мира, где нет мощностей для переработки. Особенно без надлежащей защиты тяжелые металлы и другие загрязнения могут просачиваться в почву и вызывать загрязнение воды и воздуха.

Агентство по охране окружающей среды США опубликовало подборку коэффициентов выбросов загрязнителей воздуха для широкого спектра промышленных источников. Великобритания, Австралия, Канада и многие другие страны опубликовали аналогичные сборники, а также Европейское агентство по окружающей среде .

Загрязнители

Основные статьи: Выбросы загрязняющих веществ и парниковых газов

Схематический рисунок, причины и последствия загрязнения воздуха: (1) парниковый эффект , (2) загрязнение твердыми частицами , (3) повышенное УФ-излучение , (4) кислотные дожди , (5) повышение концентрации приземного озона , (6) повышение уровня оксидов азота

Загрязнитель воздуха – это содержащийся в воздухе материал, который может оказывать различное воздействие на людей и экосистему. Вещество может представлять собой твердые частицы, капли жидкости или газы и часто принимает форму аэрозоля ( твердые частицы или капли жидкости, диспергированные и переносимые газом). Загрязнитель может быть природного происхождения или техногенного происхождения. Загрязнители подразделяются на первичные и вторичные. Первичные загрязнители обычно образуются в результате таких процессов, как пепел от извержения вулкана.

Другие примеры включают угарный газ из выхлопных газов автомобилей или диоксид серы, выделяемый заводами. Вторичные загрязняющие вещества не выбрасываются напрямую. Скорее, они образуются в воздухе, когда первичные загрязнители реагируют или взаимодействуют. Приземный озон является ярким примером вторичного загрязнителя. Некоторые загрязнители могут быть как первичными, так и вторичными: они как выбрасываются непосредственно, так и образуются из других первичных загрязнителей.

Первичные загрязнители

К загрязнителям, выбрасываемым в атмосферу в результате деятельности человека, относятся:

• Аммиак : Выбрасывается в основном сельскохозяйственными отходами. Аммиак – соединение формулы NH ₃ . Обычно он представляет собой газ с характерным резким запахом. Аммиак вносит значительный вклад в удовлетворение пищевых потребностей наземных организмов, выступая в качестве предшественника пищевых продуктов и удобрений. Аммиак прямо или косвенно также является строительным материалом для синтеза многих фармацевтических препаратов . Несмотря на широкое использование, аммиак является одновременно едким и опасным. В атмосфере аммиак реагирует с оксидами азота и серы с образованием вторичных частиц.
• Углекислый газ (CO ₂ ): Углекислый газ является естественным компонентом атмосферы, необходимым для жизни растений и выделяемым дыхательной системой человека . Он потенциально смертелен при очень высоких концентрациях (обычно в 100 раз превышающих «нормальный» атмосферный уровень). Хотя Всемирная организация здравоохранения признает CO ₂ загрязнителем климата, она не включает этот газ в свои рекомендации по качеству воздуха и не устанавливает для него рекомендуемые целевые показатели. Из-за своей роли парникового газа CO ₂ был назван «худшим загрязнителем климата». Подобные заявления относятся к долгосрочным последствиям для атмосферы, а не к краткосрочным последствиям для таких вещей, как здоровье человека, продовольственные культуры и здания. Этот вопрос терминологии имеет практические последствия, например, при определении того, считается ли Закон США о чистом воздухе (который разработан для улучшения качества воздуха) регулирующим выбросы CO ₂ . Этот вопрос был решен в Соединенных Штатах Законом о снижении инфляции 2022 года, который внес специальные поправки в Закон о чистом воздухе, «определяя углекислый газ, образующийся при сжигании ископаемого топлива, как «загрязнитель воздуха». CO ₂ в настоящее время составляет около 410 частей на миллион (ppm) атмосферы Земли по сравнению с примерно 280 ppm в доиндустриальные времена. и миллиарды метрических тонн CO ₂ ежегодно выбрасываются в результате сжигания ископаемого топлива. Увеличение CO ₂ в атмосфере Земли ускоряется. CO ₂ является удушающим газом и в целом не классифицируется как токсичный или вредный. Пределы воздействия на рабочем месте существуют в таких странах, как Великобритания (5000 частей на миллион для долгосрочного воздействия и 15000 частей на миллион для краткосрочного воздействия). Стихийные бедствия, такие как лимническое извержение на озере Ньос, могут привести к внезапному выбросу огромного количества CO _{2 .} также
• Окись углерода (CO): CO представляет собой бесцветный токсичный газ без запаха. Это продукт сгорания топлива, такого как природный газ, уголь или древесина. Выхлопы автомобилей являются причиной попадания в атмосферу большей части угарного газа. Он создает в воздухе образование типа смога, которое связано со многими заболеваниями легких и нарушением окружающей среды и животных.
• Хлорфторуглероды (ХФУ): выделяются из товаров, использование которых сейчас запрещено; вреден для озонового слоя. Это газы, выделяемые кондиционерами, морозильниками, аэрозольными распылителями и другими подобными устройствами. ХФУ достигают стратосферы после выброса в атмосферу. Здесь они взаимодействуют с другими газами, нанося вред озоновому слою. В результате этого УФ-лучи могут достигать поверхности Земли. Это может привести к раку кожи, проблемам с глазами и даже повреждению растений.
• Оксиды азота (NO _x ): Оксиды азота, особенно диоксид азота , выделяются при горении при высоких температурах, а также образуются во время грозы в результате электрического разряда . Их можно увидеть как купол коричневой дымки над головой или шлейф с подветренной стороны от городов. Диоксид азота – химическое соединение формулы NO ₂ . Это один из нескольких оксидов азота. Этот красновато-коричневый токсичный газ, один из наиболее известных загрязнителей воздуха, имеет характерный резкий резкий запах.
• Запахи: например, от мусора, сточных вод и промышленных процессов.
• Твердые частицы /частицы (PM), также известные как твердые частицы, атмосферные твердые частицы (APM) или мелкие частицы, представляют собой микроскопические твердые или жидкие частицы, взвешенные в газе. Аэрозоль представляет собой смесь частиц и газа. вулканы, пыльные бури Источниками частиц являются , лесные и луговые пожары, живые растения и морские брызги. Аэрозоли образуются в результате деятельности человека, такой как сжигание ископаемого топлива в автомобилях, электростанциях и многочисленных промышленных процессах. В среднем по всему миру антропогенные аэрозоли, образующиеся в результате деятельности человека, в настоящее время составляют около 10% атмосферы. Повышенное содержание мелких частиц в воздухе связано с такими опасностями для здоровья, как болезни сердца, изменение функции легких и рак легких. Твердые частицы связаны с респираторными инфекциями и могут быть особенно вредными для людей, страдающих такими заболеваниями, как астма .
• Стойкие органические загрязнители , которые могут прикрепляться к твердым частицам. Стойкие органические загрязнители — это органические соединения, устойчивые к разложению в окружающей среде в результате химических, биологических или фотолитических процессов (СОЗ). В результате было обнаружено, что они выживают в окружающей среде, способны передаваться на большие расстояния, биоаккумулироваться в тканях человека и животных, биомагнифицироваться в пищевых цепях и представлять серьезную угрозу для здоровья человека и экосистемы .
• Стойкие свободные радикалы, связанные с мелкими частицами в воздухе, связаны с сердечно-легочными заболеваниями.
• Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ): группа ароматических соединений, образующихся в результате неполного сгорания органических соединений, включая уголь, нефть и табак.
• Радиоактивные загрязнители : образуются в результате ядерных взрывов , ядерных событий, военных взрывчатых веществ и естественных процессов, таких как радиоактивный распад радона.
• Оксиды серы (SO _x ): особенно диоксид серы, химическое соединение формулы SO ₂ . SO ₂ производится вулканами и в различных промышленных процессах. Уголь и нефть часто содержат соединения серы, а при их сжигании образуется диоксид серы. Дальнейшее окисление SO ₂ , обычно в присутствии такого катализатора, как NO ₂ , приводит к образованию H ₂ SO ₄ и, таким образом, кислотные дожди образуются . Это одна из причин беспокойства по поводу воздействия на окружающую среду использования этих видов топлива в качестве источников энергии.
• Токсичные металлы, такие как свинец и ртуть , особенно их соединения.
• Летучие органические соединения (ЛОС): ЛОС являются загрязнителями воздуха как внутри, так и снаружи помещений. Они подразделяются на метановые (CH ₄ ) и неметановые (НМЛОС). Метан является чрезвычайно эффективным парниковым газом, который способствует усилению глобального потепления . Другие углеводородные ЛОС также являются важными парниковыми газами из-за их роли в создании озона и продлении жизни метана в атмосфере . Этот эффект варьируется в зависимости от местного качества воздуха. Ароматические НМЛОС бензол, толуол и ксилол предположительно являются канцерогенами и при длительном воздействии могут привести к лейкемии. 1,3-бутадиен — еще одно опасное соединение, часто связанное с промышленным использованием.

Вторичные загрязнители

К вторичным загрязнителям относятся:

• Приземный озон (O ₃ ): Озон образуется при смешивании NOx и летучих органических соединений. Это значительная часть тропосферы. Это также важная часть озонового слоя, который можно найти в разных частях стратосферы. Фотохимические и химические реакции с его участием питают многие химические процессы, происходящие в атмосфере днем ​​и ночью. Это загрязнитель и компонент смога , который образуется в больших количествах в результате деятельности человека (в основном при сжигании ископаемого топлива).
• Пероксиацетилнитрат (C ₂ H ₃ NO ₅ ): аналогично образуется из NO _x и ЛОС.
• Фотохимический смог : частицы образуются из газообразных первичных загрязнителей и химикатов. Смог – это тип загрязнения, возникающего в атмосфере. Смог возникает из-за того, что в определенном регионе сжигается огромный объем угля, в результате чего образуется смесь дыма и диоксида серы. Современный смог обычно вызван автомобильными и промышленными выбросами, на которые в атмосфере воздействует ультрафиолетовый свет Солнца с образованием вторичных загрязнителей, которые затем объединяются с первичными выбросами, образуя фотохимический смог.

Другие загрязнители

Есть много других химических веществ, классифицируемых как опасные загрязнители воздуха. Некоторые из них регулируются в США Законом о чистом воздухе , а в Европе – многочисленными директивами (включая «Рамочную» директиву по воздуху 96/62/EC по оценке и управлению качеством окружающего воздуха, Директиву 98/24/EC по риски, связанные с химическими веществами на производстве, и Директива 2004/107/EC, касающаяся тяжелых металлов и полициклических ароматических углеводородов в окружающем воздухе).

• 
  До того, как была установлена ​​система десульфурации дымовых газов , выбросы этой электростанции в Нью-Мексико содержали чрезмерное количество диоксида серы .
• 
  Термические окислители — это варианты борьбы с загрязнением воздуха опасными загрязнителями воздуха (HAP), летучими органическими соединениями (ЛОС) и выбросами с запахом.
• В этом видео представлен обзор исследования НАСА о человеческом отпечатке пальца на качестве воздуха в мире.

Контакт

Риск загрязнения воздуха определяется опасностью загрязняющего вещества и степенью воздействия этого загрязняющего вещества. Воздействие загрязнения воздуха может быть измерено для человека, группы, например, для детей района или страны, или для всего населения. Например, можно было бы определить подверженность географического региона опасному загрязнению воздуха с учетом различных микросред и возрастных групп. Это можно вычислить в виде ингаляционного воздействия. Это будет учитывать ежедневное воздействие в различных условиях, например, в различных микросредах внутри помещений и на открытом воздухе. В зону воздействия должны быть включены люди разного возраста и другие демографические группы, особенно младенцы, дети, беременные женщины и другие уязвимые группы населения.

Для каждого конкретного времени, когда подгруппа находится в данной обстановке и занимается определенной деятельностью, воздействие загрязнителя воздуха должно учитывать концентрации загрязнителя воздуха с учетом времени, проведенного в каждой обстановке, и соответствующие скорости вдыхания для каждой подгруппы, играя приготовление пищи, чтение, работа, пребывание в пробке и т. д. Частота вдохов у маленького ребенка, например, будет ниже, чем у взрослого. У молодого человека, занимающегося интенсивными физическими упражнениями, частота дыхания будет выше, чем у ребенка, ведущего сидячую деятельность. Таким образом, ежедневное воздействие должно включать количество времени, проведенное в каждой микросреде, а также вид деятельности, выполняемой там. Концентрация загрязнителей воздуха в каждой микроактивности/микросреде суммируется для определения воздействия.

Для некоторых загрязняющих веществ, таких как черный углерод , воздействие, связанное с дорожным движением, может доминировать в общем объеме воздействия, несмотря на короткое время воздействия, поскольку высокие концентрации совпадают с близостью к основным дорогам или участием в (моторизованном) движении. Большая часть общего ежедневного воздействия происходит в виде коротких пиков высоких концентраций, но остается неясным, как определять пики и определять их частоту и воздействие на здоровье.

В 2021 году ВОЗ вдвое снизила рекомендованный норматив для мельчайших частиц, образующихся при сжигании ископаемого топлива. Новый предел содержания диоксида азота (NO ₂ ) на 75% ниже. Растущее количество доказательств того, что загрязнение воздуха, даже если оно наблюдается на очень низких уровнях, вредит здоровью человека, побудило ВОЗ пересмотреть свои рекомендации (с 10 мкг/м2). ³ до 5 мкг/м ³ ) за то, что он считает безопасным уровнем воздействия твердых частиц, в результате чего большая часть мира — 97,3 процента мирового населения — оказывается в небезопасной зоне.

Качество воздуха в помещении

Основные статьи: Качество воздуха в помещениях и загрязнение воздуха внутри помещений в развивающихся странах

Доля общей смертности от загрязнения воздуха внутри помещений, 2017 г.

Мониторинг качества воздуха, Нью-Дели, Индия

Отсутствие вентиляции в помещениях приводит к концентрации загрязнения воздуха там, где люди часто проводят большую часть своего времени. радон Газ (Rn), канцероген , выделяется из Земли в определенных местах и ​​задерживается внутри домов. Строительные материалы, включая ковровые покрытия и фанеру, выделяют газ формальдегид (H-CHO). Краски и растворители при высыхании выделяют летучие органические соединения (ЛОС). Свинцовая краска может превратиться в пыль и попасть в дыхательные пути.

Преднамеренное загрязнение воздуха происходит с использованием освежителей воздуха , благовоний и других ароматизированных предметов. Контролируемые пожары дров в кухонных печах и каминах могут привести к попаданию значительного количества вредных частиц дыма в воздух внутри и снаружи. Смертность от загрязнения внутри помещений может быть вызвана использованием пестицидов и других химических спреев в помещении без надлежащей вентиляции. Кроме того, современная кухня производит вредные частицы и газы, причем одним из худших источников является такое оборудование, как тостеры.

Отравление угарным газом и смертельные случаи часто вызваны неисправными вентиляционными отверстиями и дымоходами или сжиганием древесного угля в помещении или в ограниченном пространстве, например, в палатке. Хроническое отравление угарным газом может возникнуть даже из-за неправильной регулировки контрольных ламп . встроены ловушки Во всю бытовую сантехнику для предотвращения попадания канализационного газа и сероводорода внутрь помещений. Одежда выделяет тетрахлорэтилен или другие жидкости для химической чистки в течение нескольких дней после химической чистки.

Хотя его использование в настоящее время запрещено во многих странах, широкое использование асбеста в промышленных и бытовых условиях в прошлом привело к тому, что во многих местах он стал потенциально очень опасным материалом. Асбестоз – это хроническое воспалительное заболевание, поражающее ткани легких. Это происходит после длительного и сильного воздействия асбеста из асбестосодержащих материалов в конструкциях. Люди с асбестозом страдают от тяжелой одышки (одышки) и подвергаются повышенному риску развития нескольких различных типов рака легких . Поскольку в нетехнической литературе не всегда уделяется особое внимание четким объяснениям, следует позаботиться о том, чтобы различать несколько форм соответствующих заболеваний. По данным Всемирной организации здравоохранения, их можно определить как асбестоз, рак легких и мезотелиому брюшины (как правило, очень редкая форма рака, при более широком распространении она почти всегда связана с длительным воздействием асбеста).

Биологические источники загрязнения воздуха также обнаруживаются внутри помещений в виде газов и взвешенных в воздухе твердых частиц. Домашние животные производят перхоть, люди производят пыль из мельчайших чешуек кожи и разложившихся волос, пылевые клещи в постельных принадлежностях, ковровых покрытиях и мебели производят ферменты и фекалии микрометрового размера, жители выделяют метан, на стенах образуется плесень и образуются микотоксины и споры, системы кондиционирования воздуха могут являются инкубаторами болезней легионеров и плесени, а комнатные растения, почва и окружающие сады могут образовывать пыльцу , пыль и плесень. В помещении отсутствие циркуляции воздуха позволяет этим переносимым по воздуху загрязнителям накапливаться в большем количестве, чем в противном случае они могли бы возникнуть в природе.

Загрязнение воздуха внутри помещений может представлять значительный риск для здоровья. Согласно отчетам Агентства по охране окружающей среды, концентрации многих загрязнителей воздуха в воздухе помещений могут быть в два-пять раз выше, чем в воздухе снаружи. Загрязнителей воздуха внутри помещений в некоторых случаях может быть в 100 раз больше, чем внутри. По данным Американской ассоциации легких (ALP), люди могут проводить до 90% своего времени в помещении; Комиссия США по безопасности потребительских товаров (cpsc), 2012 г.; и Агентство по охране окружающей среды США, 2012a.

При сборе данных о воздействии врач должен учитывать следующие потенциальные источники загрязнения воздуха внутри помещений. Загрязняющие вещества, которые могут присутствовать внутри помещений, включают асбест, биологические агенты, строительные материалы, радон, табачный дым, а также дровяные печи, газовые плиты или другие системы отопления.

Влияние на здоровье

Даже при уровнях ниже тех, которые регулирующие органы США считают безопасными, воздействие трех компонентов загрязнения воздуха: мелких твердых частиц, диоксида азота и озона коррелирует с сердечными и респираторными заболеваниями. В 2020 году загрязнение окружающей среды (включая загрязнение воздуха) стало причиной одной из восьми смертей в Европе и было значительным фактором риска заболеваний, связанных с загрязнением, включая болезни сердца , инсульт и рак легких . Последствия для здоровья, вызванные загрязнением воздуха, могут включать затруднение дыхания, одышку, кашель, астму. и ухудшение существующих респираторных и сердечных заболеваний. Эти эффекты могут привести к увеличению использования лекарств, увеличению числа посещений врача или отделений неотложной помощи , увеличению количества госпитализаций и преждевременной смерти.

Последствия плохого качества воздуха для здоровья человека имеют далеко идущие последствия, но в первую очередь затрагивают дыхательную и сердечно-сосудистую системы организма. Индивидуальные реакции на загрязнители воздуха зависят от типа загрязнителя, которому подвергается человек, степени воздействия, а также состояния здоровья и генетики человека. Наиболее распространенными источниками загрязнения воздуха являются твердые частицы, озон, диоксид азота и диоксид серы. Дети в возрасте до пяти лет, живущие в развивающихся странах, являются наиболее уязвимой группой населения с точки зрения общего числа смертей, связанных с загрязнением воздуха внутри и снаружи помещений. В соответствии с Законом о чистом воздухе устанавливает Агентство по охране окружающей среды США ограничения на определенные загрязнители воздуха, в том числе устанавливает ограничения на их количество в воздухе в любой точке Соединенных Штатов. Новое исследование показывает, что биологические последствия и последствия для здоровья смешанного воздействия (пример PM + озон) могут быть значительно более значительными, чем индивидуальное воздействие.

Загрязнение воздуха оказывает как острое, так и хроническое воздействие на здоровье человека, затрагивая ряд различных систем и органов. Он варьируется от незначительного раздражения верхних дыхательных путей до хронических заболеваний дыхательных путей и сердца, рака легких, острых респираторных инфекций у детей и хронического бронхита у взрослых, усугубляющих ранее существовавшие заболевания сердца и легких или астматических приступов. Краткосрочное и долгосрочное воздействие связано с преждевременной смертностью и сокращением продолжительности жизни. Заболевания, которые развиваются в результате постоянного воздействия загрязнения воздуха, представляют собой заболевания, связанные со здоровьем окружающей среды , которые развиваются, когда не поддерживается здоровая среда.

Смертность

Смертность в результате несчастных случаев и загрязнения воздуха в результате использования ископаемого топлива на электростанциях превышает смертность, вызванную производством возобновляемой энергии .

Доля общего числа смертей от загрязнения атмосферного воздуха по странам

По оценкам Всемирной организации здравоохранения в 2014 году, каждый год загрязнение воздуха является причиной преждевременной смерти около 7 миллионов человек во всем мире. Исследования, опубликованные в марте 2019 года, показали, что это число может составлять около 8,8 миллиона. Обзор 2022 года пришел к выводу, что загрязнение воздуха стало причиной 6,67 (5,90–7,49) миллионов преждевременных смертей в 2019 году. Он пришел к выводу, что с 2015 года не удалось выявить реального прогресса в борьбе с (чрезмерным) загрязнением, которое оставалось на уровне примерно 9 миллионов ранних смертей. Причины смерти включают инсульты, болезни сердца, ХОБЛ, рак легких и легочные инфекции.

По оценкам, загрязнение атмосферного воздуха в городах является причиной 1,3 миллиона смертей во всем мире в год. Особому риску подвергаются дети из-за незрелости систем органов дыхания. По оценкам , в 2015 году загрязнение наружного воздуха, главным образом _2,5 ТЧ , приводило к 3,3 (95% ДИ 1,61–4,81) миллионам преждевременных смертей в год во всем мире, преимущественно в Азии. В 2021 году ВОЗ сообщила, что загрязнение атмосферного воздуха, по оценкам, стало причиной 4,2 миллиона преждевременных смертей во всем мире в 2016 году.

Исследование 2020 года показывает, что глобальная средняя потеря ожидаемой продолжительности жизни (LLE; аналогично YPLL ) из-за загрязнения воздуха в 2015 году составила 2,9 года, что значительно больше, чем, например, 0,3 года из-за всех форм прямого насилия, хотя и составляет значительную часть LLE неизбежен. Сообщества с наиболее исключительным старением имеют низкий уровень загрязнения окружающего воздуха, что позволяет предположить наличие связи между уровнем загрязнения воздуха и продолжительностью жизни.

Исследование, опубликованное в 2022 году в GeoHealth, пришло к выводу, что устранение выбросов ископаемого топлива, связанных с энергетикой, в Соединенных Штатах предотвратит 46 900–59 400 преждевременных смертей каждый год и обеспечит выгоду в размере 537–678 миллиардов долларов от предотвращенных заболеваний и смертей, связанных с PM _2,5 . Исследование, опубликованное в 2023 году в журнале Science, было посвящено выбросам диоксида серы угольных электростанций (угольные ТЧ _2,5 ) и пришло к выводу, что «воздействие угольных ТЧ _2,5 связано с в 2,1 раза большим риском смертности, чем воздействие ТЧ _2,5 из всех источников». С 1999 по 2020 год в общей сложности 460 000 смертей в США были связаны с выбросами твердых частиц угля _2,5 .

По регионам

В Индии и Китае самый высокий уровень смертности из-за загрязнения воздуха. По данным Всемирной организации здравоохранения, в Индии также больше смертей от астмы, чем в любой другой стране. В 2019 году 1,6 миллиона смертей в Индии были вызваны загрязнением воздуха. По оценкам, в декабре 2013 года загрязнение воздуха ежегодно уносило жизни 500 000 человек в Китае. Существует положительная корреляция между смертностью от пневмонии и загрязнением воздуха выбросами автомобилей.

Ежегодная преждевременная смертность в Европе, вызванная загрязнением воздуха, оценивается в 430 000 человек. до 800 000. Важной причиной этих смертей являются диоксид азота и другие оксиды азота (NOx), выбрасываемые дорожными транспортными средствами. В консультационном документе 2015 года правительство Великобритании сообщило, что диоксид азота является причиной 23 500 преждевременных смертей в Великобритании в год. По оценкам, в Европейском Союзе загрязнение воздуха сокращает продолжительность жизни почти на девять месяцев.

Рекомендации

Основная статья: Рекомендации по качеству воздуха

По оценкам Агентства по охране окружающей среды США, ограничение концентрации приземного озона до 65 частей на миллиард (ppb) предотвратит от 1700 до 5100 преждевременных смертей по всей стране в 2020 году по сравнению со стандартом в 75 частей на миллиард. Агентство прогнозирует, что более высокий стандарт защиты также предотвратит дополнительные 26 000 случаев обострения астмы и более миллиона случаев пропуска работы или учебы. После этой оценки Агентство по охране окружающей среды приняло меры для защиты здоровья населения , снизив Национальные стандарты качества окружающего воздуха (NAAQS) для приземного озона до 70 частей на миллиард.

Экономическое исследование воздействия загрязнения воздуха на здоровье и связанных с ним затрат в 2008 году в бассейне Лос-Анджелеса и долине Сан-Хоакин в Южной Калифорнии показывает, что более 3800 человек умирают преждевременно (примерно на 14 лет раньше, чем обычно) каждый год, потому что уровни загрязнения воздуха нарушают федеральные законы. стандарты. Число ежегодных преждевременных смертей значительно превышает количество смертельных случаев в результате дорожно-транспортных происшествий в том же районе, которые в среднем составляют менее 2000 в год. Исследование 2021 года показало, что загрязнение наружного воздуха связано со значительным увеличением смертности «даже при низких уровнях загрязнения ниже действующих европейских и североамериканских стандартов и нормативных значений ВОЗ» незадолго до того, как ВОЗ скорректировала свои рекомендации.

Основные причины

Дополнительная информация: § Источники.

Сравнение взаимосвязей между странами «Большой двадцатки» по количеству _{PM 2,5 , на основе экологического следа и трансграничного загрязнения.} преждевременных смертей, связанных с

Основная причина — загрязнение воздуха в результате ископаемого топлива . сжигания – в основном производство и использование автомобилей , производство электроэнергии и отопление. По оценкам исследования Гринпис , во всем мире ежегодно происходит 4,5 миллиона случаев преждевременной смерти из-за загрязняющих веществ, выделяемых электростанциями с высоким уровнем выбросов, и выхлопных газов транспортных средств.

Дизельные выхлопы (DE) вносят основной вклад в загрязнение воздуха твердыми частицами, образующимися в результате сгорания. В нескольких экспериментальных исследованиях на людях с использованием хорошо проверенной установки камеры воздействия ДЭ была связана с острой сосудистой дисфункцией и повышенным образованием тромбов.

Исследование пришло к выводу, что _{PM 2,5,} загрязнение воздуха вызванное современной свободной торговлей и потреблением 19 Страны «Большой двадцатки» являются причиной двух миллионов преждевременных смертей ежегодно, что позволяет предположить, что среднее потребление в течение жизни около ~28 человек в этих странах вызывает по крайней мере одну преждевременную смерть (средний возраст ~67 лет), в то время как от развивающихся стран «нельзя ожидать» внедрения или способности осуществлять контрмеры без внешней поддержки или скоординированных на международном уровне усилий.

Первичные механизмы

По оценкам ВОЗ, в 2016 году около 58% преждевременных смертей, связанных с загрязнением атмосферного воздуха, были вызваны ишемической болезнью сердца и инсультом. Механизмы, связывающие загрязнение воздуха с увеличением смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, неясны, но, вероятно, включают легочное и системное воспаление.

Современные ежегодные смерти

Исследование, проведенное в 2021 году учеными из университетов Великобритании и США, в котором использовалась модель высокого пространственного разрешения и обновленная функция концентрации-реакции, пришло к выводу, что в 2012 году в мире произошло 10,4 миллиона избыточных смертей, а в 2018 году — 8,7 миллионов. пятый – были вызваны загрязнением воздуха, вызванным сжиганием ископаемого топлива, которое было значительно выше, чем предыдущие оценки, и с пространственно разделенными последствиями смертности.

По данным ВОЗ, загрязнение воздуха является причиной каждого восьмого случая смерти в мире.

Сердечно-сосудистые заболевания

По данным исследования глобального бремени болезней , загрязнение воздуха является причиной 19 процентов всех смертей от сердечно-сосудистых заболеваний. Обзор более 50 исследований, проведенных в период с 2010 по 2021 год, в 2022 году выявил убедительные доказательства, связывающие как краткосрочное, так и долгосрочное воздействие загрязнения воздуха со смертностью и заболеваемостью сердечно-сосудистыми заболеваниями, инсультом, артериальным давлением и ишемической болезнью сердца (ИБС).

Загрязнение воздуха является ведущим фактором риска инсульта, особенно в развивающихся странах, где уровни загрязняющих веществ самые высокие. Систематический анализ 17 различных факторов риска в 188 странах показал, что загрязнение воздуха связано почти с каждым третьим инсультом (29 процентов) во всем мире (33,7 процента инсультов в развивающихся странах против 10,2 процента в развитых странах). Исследование 2007 года показало, что у женщин загрязнение воздуха связано не с геморрагическим, а с ишемическим инсультом. В когортном исследовании 2011 года было обнаружено, что загрязнение воздуха связано с увеличением заболеваемости и смертности от ишемического инсульта. Считается, что ассоциации являются причинно-следственными, а эффекты могут быть опосредованы вазоконстрикцией, вялотекущим воспалением и атеросклерозом . Были также предложены другие механизмы, такие как дисбаланс вегетативной нервной системы.

Заболевания легких

Исследования продемонстрировали повышенный риск развития астмы и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) из-за повышенного воздействия загрязнения воздуха, связанного с дорожным движением. Загрязнение воздуха связано с увеличением госпитализации и смертности от астмы и ХОБЛ. ХОБЛ включает такие заболевания, как хронический бронхит и эмфизема . Риск заболеваний легких из-за загрязнения воздуха наибольший для следующих групп людей: младенцы и дети раннего возраста, у которых нормальное дыхание быстрее, чем у детей старшего возраста и взрослых; пожилые люди; те, кто работает на улице или проводит много времени на улице; и те, у кого есть заболевания сердца или легких.

В исследовании, проведенном в 1960–1961 годах после Великого смога 1952 года, сравнили 293 жителя Лондона с 477 жителями Глостера, Питерборо и Норвича, трех городов с низким зарегистрированным уровнем смертности от хронического бронхита. Все испытуемые были мужчинами-водителями почтовых грузовиков в возрасте от 40 до 59 лет. По сравнению с испытуемыми из отдаленных городов, у испытуемых из Лондона наблюдались более серьезные респираторные симптомы (включая кашель, мокроту и одышку), снижение функции легких ( ОФВ ₁ и пиковая скорость потока). , а также увеличение образования и гнойности мокроты. Различия были более выраженными у испытуемых в возрасте от 50 до 59 лет. В исследовании учитывались возраст и привычка к курению, поэтому был сделан вывод, что загрязнение воздуха было наиболее вероятной причиной наблюдаемых различий. Дополнительные исследования показали, что воздействие загрязнения воздуха в результате дорожного движения замедляет развитие функции легких у детей. а функция легких может быть нарушена из-за загрязнения воздуха даже при низких концентрациях.

Считается, что, как и при муковисцидозе , при проживании в городской среде серьезные опасности для здоровья становятся более очевидными. Исследования показали, что в городских районах люди испытывают гиперсекрецию слизи , более низкий уровень функции легких и чаще самостоятельно диагностируют хронический бронхит и эмфизему.

ХОБЛ включает в себя спектр клинических заболеваний, включающих эмфизему, бронхоэктазы и хронический бронхит. Факторы риска ХОБЛ являются как генетическими, так и экологическими. Повышенное загрязнение частицами способствует обострению этого заболевания и, вероятно, его патогенезу.

Рак (рак легких)

Незащищенное воздействие загрязнения воздуха PM _2,5 может быть эквивалентно курению нескольких сигарет в день. потенциально увеличивает риск развития рака , что в основном является результатом воздействия факторов окружающей среды .

В 2019 году около 300 000 случаев смерти от рака легких во всем мире были связаны с воздействием мелких твердых частиц (PM _2,5 ), содержащихся в загрязнении воздуха.

Обзор данных о том, является ли воздействие загрязнения окружающего воздуха фактором риска развития рака в 2007 году, выявил убедительные данные, позволяющие сделать вывод о том, что длительное воздействие PM _2,5 (мелкодисперсных частиц) увеличивает общий риск неслучайной смертности на 6% в год. мкг/м ³ увеличивать. Воздействие PM _2,5 также было связано с повышенным риском смертности от рака легких (диапазон: 15–21% на 10 мкг/м2). ³ увеличение) и общей сердечно-сосудистой смертности (диапазон: 12–14% на 10 мкг/м2). ³ увеличивать).

В обзоре также отмечается, что проживание рядом с оживленным транспортным сообщением, по-видимому, связано с повышенным риском этих трех последствий – увеличения смертности от рака легких, смертности от сердечно-сосудистых заболеваний и общей смертности от несчастных случаев. Рецензенты также обнаружили убедительные доказательства того, что воздействие PM _2,5 положительно связано со смертностью от ишемической болезни сердца, а воздействие SO ₂ увеличивает смертность от рака легких, но данных было недостаточно, чтобы сделать однозначные выводы. Другое исследование показало, что более высокий уровень активности увеличивает долю осаждения аэрозольных частиц в легких человека, и рекомендовалось избегать тяжелых видов деятельности, таких как бег на открытом воздухе в загрязненных районах.

В 2011 году крупное эпидемиологическое исследование в Дании выявило повышенный риск рака легких у людей, живущих в районах с высокими концентрациями оксидов азота. В этом исследовании связь была выше у некурящих, чем у курильщиков. Дополнительное датское исследование, также проведенное в 2011 году, также отметило доказательства возможной связи между загрязнением воздуха и другими формами рака, включая рак шейки матки и рак мозга.

Исследование, представленное в 2022 году, обрисовало биологическую основу того, как загрязнение воздуха вызывает рак.

Болезнь почек

По данным исследования, проведенного в 2021 году с участием 163 197 жителей Тайваня в период 2001–2016 годов, каждые 5 мкг /м ³ снижение концентрации PM _2,5 в окружающей среде было связано со снижением риска развития хронической болезни почек на 25% . По данным исследования хорд с участием 10 997 пациентов с атеросклерозом, более высокое воздействие PM 2,5 связано с увеличением альбуминурии.

Фертильность

НЕТ ₂

У женщин, проходящих лечение ЭКО , увеличение NO ₂ как по адресу пациента, так и в лаборатории ЭКО было значимо связано с более низким уровнем живорождения .

В общей популяции наблюдается значительное увеличение частоты выкидышей у женщин, подвергшихся воздействию NO _2, по сравнению с группой, не подвергавшейся воздействию.

СО

Воздействие CO в значительной степени связано с мертворождением во втором и третьем триместре беременности.

Стандартная линейно-угловая структура бензо-а-пирена (BaP)

Полициклические ароматические углеводороды

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) связаны со снижением рождаемости. Бензо(а)пирен (BaP) – хорошо известный ПАУ и канцероген, который часто встречается в выхлопных газах и сигаретном дыме. Сообщалось, что ПАУ оказывают токсическое воздействие посредством окислительного стресса за счет увеличения выработки активных форм кислорода (АФК), что может привести к воспалению и гибели клеток. Более длительное воздействие ПАУ может привести к повреждению ДНК и замедлению ее восстановления.

Сообщалось, что воздействие BaP снижает подвижность сперматозоидов , а увеличение воздействия ухудшает этот эффект. Исследования показали, что больше BaPs было обнаружено у мужчин с зарегистрированными проблемами фертильности по сравнению с мужчинами без них.

Исследования показали, что BaPs могут влиять на фолликулогенез и развитие яичников, уменьшая количество зародышевых клеток яичников, запуская пути гибели клеток и вызывая воспаление, которое может привести к повреждению яичников.

Твердые частицы

Твердые частицы (PM) относятся к сбору твердых и жидких частиц, взвешенных в воздухе. Они могут быть вредными для человека при воздействии на них в повседневной жизни, и дополнительные исследования показали, что эти эффекты могут быть более масштабными, чем предполагалось на первый взгляд; особенно о мужской фертильности. В спектре ТЧ существуют разные массы, например ТЧ _2,5 , которые представляют собой крошечные частицы шириной 2,5 микрона или меньше, по сравнению с ТЧ _10, которые классифицируются как 10 микрон в диаметре или меньше.

В исследовании, проведенном в Калифорнии, было обнаружено, что при воздействии PM _2,5 подвижность сперматозоидов увеличивается, а морфология становится более аномальной. Аналогичным образом, в Польше воздействие PM _2,5 и PM ₁₀ приводит к увеличению процента клеток с незрелым хроматином (ДНК, которая не полностью развилась или развилась аномально).

В Турции исследование изучало рождаемость мужчин, которые работают сборщиками дорожных сборов и поэтому ежедневно подвергаются высокому уровню выбросов загрязняющих веществ на дорогах. Загрязнение от дорожного движения часто сопровождается высоким уровнем PM ₁₀ , а также оксида углерода и оксидов азота. В этой исследовательской группе наблюдались значительные различия в количестве и подвижности сперматозоидов по сравнению с контрольной группой с ограниченным воздействием загрязнения воздуха.

У женщин, хотя общее влияние на фертильность не представлялось значительным, была обнаружена связь между повышенным воздействием PM ₁₀ и ранним выкидышем. Было замечено, что воздействие более мелких твердых частиц, PM _2,5 , влияет на частоту зачатия у женщин, перенесших ЭКО , но не на показатели живорождения.

Структура озона с тремя атомами кислорода

Загрязнение приземного озона

Приземный озон (O ₃ ) в высоких концентрациях считается загрязнителем воздуха и часто встречается в смоге в промышленных зонах. O ₃ в основном образуется в результате химических реакций с участием газов NO _x (оксидов азота, особенно в результате сгорания) и летучих органических соединений в присутствии солнечного света.

Исследования о влиянии загрязнения озоном на рождаемость ограничены. В настоящее время нет данных, позволяющих предположить, что воздействие озона оказывает пагубное воздействие на спонтанную фертильность как у женщин, так и у мужчин. Однако были проведены исследования, которые предполагают, что высокий уровень загрязнения озоном, часто являющийся проблемой в летние месяцы, влияет на результаты экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). В популяции ЭКО NO _x и загрязнители озона были связаны со снижением показателей живорождения .

Хотя большинство исследований по этой теме сосредоточено на прямом воздействии загрязнения воздуха на человека, другие исследования анализировали влияние загрязнения воздуха на гаметы и эмбрионы в лабораториях ЭКО. Многочисленные исследования сообщили о заметном улучшении качества эмбрионов , имплантации и частоты наступления беременности после того, как лаборатории ЭКО внедрили воздушные фильтры в рамках согласованных усилий по снижению уровня загрязнения воздуха. Таким образом, считается, что загрязнение озона оказывает негативное влияние на успех вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), когда оно происходит на высоких уровнях.

Считается, что озон действует двухфазно, причем положительное влияние на живорождение наблюдается, когда воздействие озона ограничено до имплантации эмбриона ЭКО. И наоборот, отрицательный эффект проявляется при воздействии озона после имплантации эмбриона.

Ретроспективные и проспективные исследования, оценивающие влияние нескольких загрязнителей дорожного движения (одним из которых является приземный озон), выявили значительное снижение показателей живорождения и выкидышей.

Сообщается, что с точки зрения мужской фертильности озон вызывает значительное снижение концентрации сперматозоидов, измеренной в сперме после воздействия. Аналогичным образом, в нескольких исследованиях было продемонстрировано снижение жизнеспособности сперматозоидов, то есть доли живых сперматозоидов в образце. Это свидетельствует о том, что загрязнение воздуха озоном оказывает существенное негативное влияние загрязнения воздуха на этот параметр. Однако данные о влиянии воздействия озона на мужскую фертильность несколько противоречивы, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований.

Дети

В Соединенных Штатах, несмотря на принятие Закона о чистом воздухе в 1970 году, в 2002 году по меньшей мере 146 миллионов американцев жили в недостижимых районах – регионах, в которых концентрация некоторых загрязнителей воздуха превышала федеральные стандарты. Эти опасные загрязнители известны как загрязнители-критериальные и включают озон, твердые частицы , диоксид серы, диоксид азота, окись углерода и свинец. Защитные меры для обеспечения здоровья детей принимаются в таких городах, как Нью-Дели, Индия, где автобусы теперь используют сжатый природный газ, чтобы помочь устранить смог «горохового супа». Исследование, проведенное в Европе в 2015 году, показало, что воздействие ультрамелких частиц может повысить кровяное давление у детей. В докладе ВОЗ за 2018 год загрязненный воздух приводит к отравлению миллионов детей в возрасте до 15 лет, что приводит к смерти около шестисот тысяч детей ежегодно.

Пренатальное воздействие

Пренатальное воздействие загрязненного воздуха связано с различными нарушениями нервно-психического развития у детей. Например, воздействие полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) было связано со снижением показателей IQ и появлением симптомов тревоги и депрессии . Они также могут привести к пагубным последствиям для перинатального здоровья, которые в развивающихся странах часто приводят к летальному исходу. Исследование 2014 года показало, что ЛАГ могут играть роль в развитии синдрома дефицита внимания и гиперактивности у детей (СДВГ).

Исследователи начали находить доказательства того, что загрязнение воздуха является фактором риска развития расстройств аутистического спектра (РАС). В Лос-Анджелесе у детей, которые жили в районах с высоким уровнем загрязнения воздуха из-за дорожного движения, чаще диагностировали аутизм в возрасте от трех до пяти лет. Считается, что связь между загрязнением воздуха и нарушениями развития нервной системы у детей связана с эпигенетической дисрегуляцией первичных половых клеток, эмбриона и плода в критический период. Некоторые ПАУ считаются разрушителями эндокринной системы и являются жирорастворимыми. Когда они накапливаются в жировой ткани, они могут переноситься через плаценту. Загрязнение воздуха связано с распространенностью преждевременных родов.

Младенцы

Уровни загрязнения воздуха связаны с преждевременными родами и низким весом при рождении . Всемирное исследование ВОЗ по вопросам материнского и перинатального здоровья, проведенное в 2014 году, выявило статистически значимую связь между низкой массой тела при рождении (LBW) и повышенным уровнем воздействия PM _2,5 . Женщины в регионах с уровнем PM выше среднего _2,5 имели статистически значимо более высокие шансы на беременность, приводящую к рождению ребенка с низкой массой тела, даже с поправкой на переменные, связанные с страной. Считается, что эффект обусловлен стимуляцией воспаления и усилением окислительного стресса .

Исследование Йоркского университета показало, что в 2010 году воздействие PM _2,5 было тесно связано с 18% преждевременных родов во всем мире, что составило примерно 2,7 миллиона преждевременных родов. Страны с самым высоким уровнем загрязнения воздуха, связанного с преждевременными родами, находятся в Южной и Восточной Азии, на Ближнем Востоке, в Северной Африке и в Западной Африке к югу от Сахары. Согласно новым оценкам стоимости загрязнения воздуха на континенте, в 2019 году загрязнение окружающей среды твердыми частицами в Африке привело как минимум к 383 000 ранних смертей. Этот показатель увеличился с 3,6% в 1990 году до примерно 7,4% всех преждевременных смертей в этом регионе.

Источник PM _2,5 сильно различается в зависимости от региона. В Южной и Восточной Азии беременные женщины часто подвергаются загрязнению воздуха в помещениях из-за того, что для приготовления пищи используется древесина и другое топливо из биомассы , на которые приходится более 80% регионального загрязнения. На Ближнем Востоке, в Северной Африке и западной части Африки к югу от Сахары мелкие ТЧ происходят из естественных источников, таких как пыльные бури . В 2010 году в Соединенных Штатах было зарегистрировано около 50 000 преждевременных родов, связанных с воздействием PM _2,5 .

Исследование, проведенное в период с 1988 по 1991 год, выявило корреляцию между диоксидом серы (SO ₂ ) и общим количеством взвешенных частиц (TSP), а также преждевременными родами и низким весом при рождении в Пекине. Группа из 74 671 беременной женщины в четырех отдельных регионах Пекина контролировалась с самого начала беременности до родов, а также ежедневно измеряла уровни загрязнения воздуха диоксидом серы и TSP (наряду с другими твердыми частицами). Предполагаемое снижение массы тела при рождении составило 7,3 г на каждые 100 мкг/м. ³ увеличение SO ₂ и 6,9 г на каждые 100 мкг/м ³ увеличение ТСП. Эти ассоциации были статистически значимыми как летом, так и зимой, хотя летом было больше. Доля детей с низким весом при рождении, обусловленных загрязнением воздуха, составила 13%. Это самый крупный из когда-либо зарегистрированных рисков, связанных с известными факторами риска низкой массы тела при рождении. Угольные печи, которые есть в 97% домов, являются основным источником загрязнения воздуха в этом районе.

Брауэр и др. изучили связь между загрязнением воздуха и близостью к шоссе с исходами беременности в когорте беременных женщин в Ванкувере, используя адреса для оценки воздействия во время беременности. Воздействие NO, NO ₂ , CO, PM ₁₀ и PM _2,5 было связано с младенцами, рожденными маленькими для гестационного возраста (SGA). Женщины, живущие менее чем в 50 метрах от скоростной автомагистрали или шоссе, имели на 26% больше шансов родить ребенка с SGA.

«Чистые» территории

Доля населения, подвергающегося воздействию уровня загрязнения воздуха, превышающего рекомендации ВОЗ, 2016 г.

Даже в районах с относительно низким уровнем загрязнения воздуха последствия для здоровья населения могут быть значительными и дорогостоящими, поскольку большое количество людей вдыхают такие загрязнители. Исследование, опубликованное в 2017 году, показало, что даже в тех районах США, где озон и содержание твердых частиц _2,5 соответствуют федеральным стандартам, у получателей Medicare , которые подвергаются большему загрязнению воздуха, уровень смертности выше.

Научное исследование 2005 года, проведенное Ассоциацией легких Британской Колумбии, показало, что небольшое улучшение качества воздуха (снижение содержания твердых частиц в атмосфере на _2,5% и концентрации озона на 1%) приведет к ежегодной экономии в 29 миллионов долларов в районе метро Ванкувер в 2010 году. Этот вывод основан на оценке состояния здоровья летальных (смерть) и сублетальных (болезнь) последствий. Исследование, опубликованное в 2022 году, показало, что сельское население Индии, как и городское население, также подвергается высокому уровню загрязнения воздуха.

В 2020 году ученые обнаружили, что воздух пограничного слоя над Южным океаном вокруг Антарктиды «не загрязнен» человеком.

Центральная нервная система

Смотрите также: Нейропластические эффекты загрязнения

Поступают данные о том, что воздействие загрязнения воздуха также влияет на центральную нервную систему .

Загрязнение воздуха увеличивает риск развития деменции у людей старше 50 лет. Загрязнение воздуха в помещениях в детстве может негативно повлиять на когнитивные функции и развитие нервной системы. Пренатальное воздействие также может повлиять на развитие нервной системы. Исследования показывают, что загрязнение воздуха связано с различными отклонениями в развитии, окислительным стрессом и нейровоспалениями , а также может способствовать развитию болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона.

Исследователи из Медицинского центра Университета Рочестера обнаружили, что раннее воздействие загрязнения воздуха вызывает те же изменения в мозге, что и аутизм и шизофрения . Это исследование было опубликовано в журнале Environmental Health Perspectives в июне 2014 года. Оно также показало, что загрязнение воздуха также влияет на кратковременную память , способность к обучению и импульсивность . Ведущий исследователь Дебора Кори-Слехта сказала, что:

Когда мы внимательно посмотрели на желудочки , мы увидели, что белое вещество , которое обычно их окружает, не полностью развито. Похоже, что воспаление повредило эти клетки мозга и помешало развитию этой области мозга, а желудочки просто расширились, чтобы заполнить пространство. Наши результаты дополняют растущее количество доказательств того, что загрязнение воздуха может играть роль в развитии аутизма, а также других нарушений нервного развития .

Воздействие мелких твердых частиц может повысить уровень цитокинов — нейромедиаторов, вырабатываемых в ответ на инфекцию и воспаление, которые также связаны с депрессией и самоубийством. Загрязнение связано с воспалением головного мозга, которое может нарушить регуляцию настроения. Согласно исследованию Американского университета в Вашингтоне, округ Колумбия, повышенный уровень PM _2,5 связан с увеличением количества депрессивных симптомов, о которых сообщают сами люди, и увеличением ежедневного уровня самоубийств.

В исследовании на мышах загрязнение воздуха также оказывает большее негативное воздействие на самцов, чем на самок.

В 2015 году экспериментальные исследования сообщили об обнаружении значительных эпизодических (ситуативных) когнитивных нарушений от примесей в воздухе помещений, которым дышат испытуемые, не информированные об изменениях качества воздуха. Исследователи из Гарвардского университета , Медицинского университета штата Нью-Йорк и Сиракузского университета измерили когнитивные способности 24 участников в трех различных контролируемых лабораторных условиях, имитирующих атмосферу в «обычных» и «зеленых» зданиях, а также в зеленых зданиях с усиленной вентиляцией. Эффективность оценивалась объективно с использованием широко используемого программного обеспечения для моделирования стратегического управления, которое представляет собой хорошо проверенный оценочный тест для принятия исполнительных решений в неограниченной ситуации, допускающей инициативу и импровизацию. Значительные недостатки наблюдались в показателях производительности, достигнутых при увеличении концентрации летучих органических соединений (ЛОС) или углекислого газа, при сохранении других факторов постоянными. Достигнутые самые высокие уровни примесей нередки в некоторых классах или офисах. Было показано, что более высокие концентрации PM _2,5 и CO ₂ связаны с более медленным временем отклика и снижением точности тестов.

Сельскохозяйственные эффекты

Различные исследования оценили воздействие загрязнения воздуха на сельское хозяйство, особенно озона. Исследование 2020 года показало, что загрязнение озоном в Калифорнии может снизить урожайность некоторых многолетних культур, таких как столовый виноград, на целых 22% в год, что приведет к экономическому ущербу на сумму более 1 миллиарда долларов в год. После того, как загрязнители воздуха попадают в сельскохозяйственную среду, они не только напрямую влияют на сельскохозяйственное производство и качество, но также попадают в сельскохозяйственные воды и почву. Карантин, вызванный Covid-19, стал естественным экспериментом, призванным выявить тесную связь между качеством воздуха и зеленью поверхности. В Индии карантин привел к улучшению качества воздуха, увеличению озеленения поверхности и фотосинтетической активности, при этом на пахотных землях преобладала положительная реакция растительности на снижение загрязнения воздуха. С другой стороны, сельское хозяйство в его традиционной форме является одним из основных источников выбросов газовых примесей, таких как атмосферный аммиак.

Экономические эффекты

Загрязнение воздуха обходится мировой экономике в 5 триллионов долларов в год в результате снижения производительности и ухудшения качества жизни, согласно совместному исследованию Всемирного банка и Института показателей и оценки здоровья (IHME) Вашингтонского университета в 2016 году . Эти потери производительности вызваны смертностью от болезней, вызванных загрязнением воздуха. Одна из десяти смертей в 2013 году была вызвана болезнями, связанными с загрязнением воздуха, и проблема усугубляется. Эта проблема еще более остра в развивающихся странах . «Дети в возрасте до 5 лет в странах с низкими доходами более чем в 60 раз чаще умирают от воздействия загрязнения воздуха, чем дети в странах с высокими доходами». В докладе говорится, что дополнительные экономические потери, вызванные загрязнением воздуха, включая затраты на здравоохранение, В докладе не были рассчитаны негативные последствия для производительности сельского хозяйства и других отраслей экономики, поэтому фактические затраты мировой экономики намного превышают 5 триллионов долларов. Исследование, опубликованное в 2022 году, выявило «сильную и значительную связь между загрязнением воздуха и авариями на строительных площадках» и что «увеличение уровня NO ₂ на 10 частей на миллиард увеличивает вероятность несчастного случая на целых 25 процентов».

Другие эффекты

Искусственное загрязнение воздуха можно обнаружить на Земле с отдаленных точек зрения, таких как другие планетные системы, с помощью атмосферного SETI , включая уровни загрязнения NO ₂ , и с помощью телескопических технологий, близких к сегодняшним. Таким же образом можно будет обнаружить внеземные цивилизации.

Исторические катастрофы

Худшим краткосрочным гражданским кризисом загрязнения в мире стала Бхопалская катастрофа 1984 года в Индии. Утечка промышленных паров с завода Union Carbide, принадлежащего Union Carbide, Inc., США (позже купленного Dow Chemical Company ), привела к гибели по меньшей мере 3787 человек и ранениям от 150 000 до 600 000 человек. В Соединенном Королевстве произошел самый серьезный случай загрязнения воздуха, когда 4 декабря Великий смог 1952 года над Лондоном образовался . За шесть дней погибло более 4000 человек, а по последним оценкам, эта цифра приближается к 12 000.

Считается, что случайная утечка спор сибирской язвы из лаборатории биологического оружия в бывшем СССР в 1979 году недалеко от Екатеринбурга (бывшего Свердловска) стала причиной по меньшей мере 64 смертей. Самый серьезный инцидент с загрязнением воздуха, произошедший в США, произошел в Доноре, штат Пенсильвания , в конце октября 1948 года, когда 20 человек погибли и более 7000 получили ранения.

Сокращение и регулирование

Глобальное истощение загрязнения окружающего воздуха потребует отважного руководства, избытка объединенных ресурсов международного сообщества и масштабных социальных изменений. Предотвращение загрязнения направлено на предотвращение загрязнения, такого как загрязнение воздуха, и может включать в себя корректировку промышленной и деловой деятельности, например, разработку устойчивых производственных процессов (и конструкции продуктов). и соответствующие правовые нормы, а также усилия по переходу на возобновляемые источники энергии .

Усилия по сокращению содержания твердых частиц в воздухе могут привести к улучшению здоровья.

Схема «9-евро-билет» в Германии, которая позволяла людям покупать ежемесячный проездной, позволяющий пользоваться всем местным и региональным транспортом (поездами, трамваями и автобусами) за 9 евро (евро) за один месяц неограниченного количества поездок, сэкономила 1,8 миллиона тонн CO. ₂ в течение трехмесячного периода реализации с июня по август 2022 года.

Контроль загрязнения

Сжигание предметов, загрязняющих окружающую среду Джеймстауна в Аккре, Гана

Для уменьшения загрязнения воздуха доступны различные технологии и стратегии контроля загрязнения. На самом базовом уровне планирование землепользования, скорее всего, будет включать в себя зонирование и планирование транспортной инфраструктуры. В большинстве развитых стран планирование землепользования является важной частью социальной политики, обеспечивая эффективное использование земли на благо экономики и населения в целом, а также для защиты окружающей среды. Строгие экологические нормы, эффективные технологии контроля и переход к возобновляемым источникам энергии также помогают таким странам, как Китай и Индия, сократить загрязнение диоксидом серы.

Диоксид титана был исследован на предмет его способности уменьшать загрязнение воздуха. Ультрафиолетовый свет высвобождает свободные электроны из материала, тем самым создавая свободные радикалы, которые расщепляют летучие органические соединения и NO _x газы. Одна из форм — супергидрофильная .

, поглощающие загрязнения, Было показано, что наночастицы размещенные возле оживленной дороги, поглощают токсичные выбросы примерно 20 автомобилей каждый день.

Энергетический переход

Поскольку большая часть загрязнения воздуха вызвана сжиганием ископаемого топлива, такого как уголь и нефть, сокращение потребления этих видов топлива может значительно снизить загрязнение воздуха. Наиболее эффективным является переход на чистые источники энергии, такие как энергия ветра , солнечная энергия , гидроэнергетика , которые не вызывают загрязнения воздуха. Усилия по сокращению загрязнения из мобильных источников включают распространение регулирования на новые источники (такие как круизные и транспортные суда, сельскохозяйственное оборудование и небольшое газовое оборудование, такое как триммеры , бензопилы и снегоходы ), повышение топливной эффективности (например, за счет использования гибридных автомобилей ), переход на более чистые виды топлива и переход на электромобили .

Очень эффективным средством снижения загрязнения воздуха является переход на возобновляемые источники энергии . Согласно исследованию, опубликованному в журнале Energy and Environmental Science в 2015 году, переход на 100% возобновляемую энергию в Соединенных Штатах устранит около 62 000 случаев преждевременной смертности в год и около 42 000 в 2050 году, если бы биомасса не использовалась. Это позволит сэкономить около 600 миллиардов долларов в год на расходах на здравоохранение за счет снижения загрязнения воздуха в 2050 году, или около 3,6% валового внутреннего продукта США в 2014 году. Улучшение качества воздуха является краткосрочной выгодой среди многих социальных выгод от смягчения последствий изменения климата .

Альтернативы загрязнению

Поддержка запрета на использование транспортных средств с высоким уровнем выбросов в центрах городов Европы, Китая и США со стороны респондентов климатического исследования Европейского инвестиционного банка.

Поддержка, использование и расширение инфраструктуры видов общественного транспорта , которые не вызывают загрязнения воздуха, могут стать важнейшей ключевой альтернативой загрязнению.

В настоящее время существуют практические альтернативы основным причинам загрязнения воздуха:

• Стратегическая замена источников загрязнения воздуха на транспорте видами общественного транспорта с низким уровнем выбросов или, в течение жизненного цикла, без выбросов. и использование велосипедов и инфраструктура (а также удаленная работа, сокращение работы, переезды и локализации )
  • Поэтапный отказ от автомобилей, работающих на ископаемом топливе, является важнейшим компонентом перехода к устойчивому транспорту ; однако аналогичная инфраструктура и проектные решения, такие как электромобили, могут быть связаны с аналогичным загрязнением для производства, а также добычи полезных ископаемых и эксплуатации ресурсов для получения большого количества необходимых батарей, а также энергии для их подзарядки.
• В районах с подветренной стороны (более 20 миль) от крупных аэропортов общий объем выбросов твердых частиц в воздух более чем в два раза превышает общий объем выбросов твердых частиц в воздух , чем в других районах, даже если принять во внимание районы с частыми заходами судов, интенсивным движением по автомагистралям и городским дорогам, например Лос-Анджелес. проведенному в 2017 году, авиационное биотопливо, Согласно исследованию НАСА, смешанное с авиационным топливом в соотношении 50/50, может снизить выбросы твердых частиц на крейсерской высоте от реактивных самолетов на 50–70% (однако это также должно подразумевать выгоды на уровне земли для загрязнения воздуха в городах).
• Движение корабля и работу на холостом ходу можно перевести на гораздо более чистое топливо, такое как природный газ. (В идеале возобновляемый источник , но пока непрактично)
• Сжигание ископаемого топлива для отопления помещений можно заменить использованием геотермальных тепловых насосов и сезонных накопителей тепловой энергии .
• Электричество, вырабатываемое в результате сжигания ископаемого топлива, может быть заменено ядерной и возобновляемой энергией. Отопление и домашние печи, которые вносят значительный вклад в региональное загрязнение воздуха, в бедных странах могут быть заменены гораздо более чистым ископаемым топливом, таким как природный газ или, что предпочтительнее, возобновляемыми источниками энергии.
• Автомобили, работающие на ископаемом топливе, что является ключевым фактором загрязнения воздуха в городах, могут быть заменены электромобилями. Хотя предложение и стоимость лития являются ограничением, существуют альтернативы. Также может помочь привлечение большего количества людей к использованию экологически чистого общественного транспорта, такого как электропоезда. Тем не менее, даже в электромобилях, не имеющих выбросов, резиновые шины сами производят значительное количество загрязнения воздуха , занимая 13-е место среди худших загрязнителей в Лос-Анджелесе.
• Сокращение поездок на транспортных средствах может уменьшить загрязнение окружающей среды. После того, как Стокгольм сократил движение транспортных средств в центре города с помощью налога на пробки, загрязнение диоксидом азота и твердыми частицами ₁₀ снизилось, как и острые приступы астмы у детей.
• Биодигестероны могут использоваться в бедных странах, где широко распространены рубка и сжигание , превращая бесполезный товар в источник дохода. Растения можно собрать и продать центральному органу власти, который разложит их в большом современном биореакторе, производя столь необходимую для использования энергию.
• Искусственная влажность и вентиляция могут значительно снизить загрязнение воздуха в закрытых помещениях, которое, как выяснилось, относительно высокое внутри линий метро из-за торможения и трения и, как это ни парадоксально, относительно меньше внутри транзитных автобусов, чем в пассажирских автомобилях с низкой посадкой или в метро.

Дополнительная информация: § Источники.

Устройства управления

Брезент и сетка часто используются для уменьшения количества пыли, выбрасываемой на строительных площадках .

Загрязнение воздуха от автомобиля

Следующие элементы обычно используются в качестве устройств контроля загрязнения в промышленности и на транспорте. Они могут либо уничтожать загрязняющие вещества, либо удалять их из потока выхлопных газов до того, как они попадут в атмосферу.

• Контроль твердых частиц
  • Механические коллекторы ( пылевые циклоны , мультициклоны)
  • Электрофильтры : Электростатический фильтр (ESP), или электростатический воздухоочиститель, представляет собой устройство для сбора частиц, которое удаляет частицы из текущего газа (например, воздуха), используя силу индуцированного электростатического заряда. Электрофильтры представляют собой высокоэффективные фильтрующие устройства, которые минимально препятствуют прохождению газов через устройство и легко удаляют из воздушного потока мелкие частицы, такие как пыль и дым.
  • Рукавные фильтры : предназначенный для обработки больших объемов пыли, пылесборник состоит из воздуходувки, пылевого фильтра, системы очистки фильтра и пылесборника или системы удаления пыли (в отличие от воздухоочистителей, в которых для удаления пыли используются одноразовые фильтры).
  • Скрубберы для твердых частиц : Мокрый скруббер представляет собой разновидность технологии контроля загрязнения. Этот термин описывает различные устройства, в которых используются загрязняющие вещества из дымовых газов печи или других газовых потоков. В мокром скруббере поток загрязненного газа вводится в контакт с очищающей жидкостью путем распыления на него жидкости, проталкивания его через резервуар с жидкостью или каким-либо другим контактным методом для удаления загрязняющих веществ.
• Скрубберы
  • Скруббер с перегородкой
  • Циклонный распылительный скребок
  • Эжекторный скруббер Вентури
  • Скруббер с механическим приводом
  • Распылительная башня
  • Мокрый скруббер
• NO _x контроль
  • Горелки LO-NOx
  • Селективное каталитическое восстановление (SCR)
  • Селективное некаталитическое восстановление (SNCR)
  • скрубберы NOx
  • Рециркуляция выхлопных газов
  • Каталитический нейтрализатор (также для контроля летучих органических соединений)
• Сокращение выбросов ЛОС
  • Адсорбционные системы с использованием активированного угля , такие как концентратор с псевдоожиженным слоем.
  • Вспышки
  • Термические окислители
  • Каталитические нейтрализаторы
  • Биофильтры
  • Абсорбция (очищение)
  • Криогенные конденсаторы
  • Системы рекуперации паров
• кислого газа / SO ₂ Контроль
  • Мокрые скрубберы
  • Сухие скрубберы
  • Обессеривание дымовых газов
• ртути Контроль
  • Технология впрыска сорбента
  • Электрокаталитическое окисление (ЭКО)
  • К-топливо
• диоксинов и фуранов Контроль
• Разное сопутствующее оборудование
  • Системы захвата источника
  • Системы непрерывного мониторинга выбросов (CEMS)

Мониторинг

См. также: Умный город

Дополнительная информация: Измерение загрязнения воздуха и мониторинг окружающей среды.

Пространственно-временной мониторинг качества воздуха может быть необходим для улучшения качества воздуха и, следовательно, здоровья и безопасности населения, а также для оценки воздействия принимаемых мер. Такой мониторинг осуществляется в разной степени с разными нормативными требованиями с разным региональным охватом различными организациями и органами управления, например, с использованием различных технологий для использования данных и обнаружения таких мобильных IoT , датчиков спутники , и станции мониторинга. Некоторые веб-сайты пытаются составить карту уровней загрязнения воздуха, используя доступные данные.

Моделирование качества воздуха

Основная статья: Моделирование качества воздуха

численные модели в глобальном масштабе с использованием таких инструментов, как GCM ( модели общей циркуляции в сочетании с модулем загрязнения) или CTM ( модель переноса химикатов Для моделирования уровней различных загрязнителей в атмосфере можно использовать ). Эти инструменты могут иметь несколько типов ( модель атмосферы ) и разное применение. Эти модели можно использовать в режиме прогноза, что может помочь политикам принять решение о соответствующих действиях при обнаружении эпизода загрязнения воздуха. Их также можно использовать для моделирования климата, включая эволюцию качества воздуха в будущем, например, МГЭИК ( Межправительственная группа экспертов по изменению климата ) предоставляет в своих отчетах моделирование климата, включая оценки качества воздуха (последний отчет доступен на их сайте ).

Правила

Основная статья: Закон о качестве воздуха

Смог в Каире

В целом существует два типа стандартов качества воздуха. Первый класс стандартов (таких как Национальные стандарты качества окружающего воздуха США и Директива ЕС о качестве воздуха) . ) устанавливают максимальные концентрации в атмосфере конкретных загрязняющих веществ. Природоохранные ведомства принимают нормативные акты, целью которых является достижение этих целевых уровней. Второй класс (например, индекс качества воздуха в Северной Америке ) имеет форму шкалы с различными пороговыми значениями, которая используется для информирования общественности об относительном риске, связанном с деятельностью на свежем воздухе. Шкала может различать, а может и не различать различные загрязняющие вещества.

Канада

В Канаде загрязнение воздуха и связанные с ним риски для здоровья измеряются с помощью индекса качества воздуха (AQHI). Это инструмент защиты здоровья, используемый для принятия решений по снижению краткосрочного воздействия загрязнения воздуха путем корректировки уровня активности во время повышенного уровня загрязнения воздуха.

AQHI — это федеральная программа, которую совместно координируют Министерство здравоохранения Канады и Министерство окружающей среды Канады . Однако программа AQHI была бы невозможна без участия и поддержки провинций, муниципалитетов и НПО . от мониторинга качества воздуха до информирования о рисках Местные партнеры несут ответственность за большую часть работы, связанной с реализацией AQHI, для здоровья и взаимодействия с общественностью. AQHI представляет собой число от 1 до 10+, обозначающее уровень риска для здоровья, связанного с местным качеством воздуха. Иногда, когда количество загрязнения воздуха аномально велико, это число может превышать 10. AQHI предоставляет текущее значение местного качества воздуха, а также прогноз местных максимальных значений качества воздуха на сегодня, сегодня вечером и завтра, а также дает соответствующие рекомендации по здоровью.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

+

Риск:

Низкий (1–3)

Умеренный (4–6)

Высокий (7–10)

Очень высокий (более 10)

Поскольку теперь известно, что даже низкие уровни загрязнения воздуха могут вызвать дискомфорт у чувствительного населения, индекс был разработан как континуум: чем выше показатель, тем выше риск для здоровья и необходимость принятия мер предосторожности. Индекс описывает уровень риска для здоровья, связанный с этим числом, как «низкий», «умеренный», «высокий» или «очень высокий» и предлагает шаги, которые можно предпринять для снижения воздействия.

Риск для здоровья	Индекс здоровья качества воздуха	Сообщения о здоровье
		Население группы риска	Общая численность населения
Низкий	1–3	Наслаждайтесь обычными занятиями на свежем воздухе.	Идеальное качество воздуха для активного отдыха
Умеренный	4–6	рассмотрите возможность сокращения или переноса напряженных занятий на свежем воздухе. Если у вас появились симптомы,	Нет необходимости менять привычные занятия на свежем воздухе, если только у вас не возникнут такие симптомы, как кашель и раздражение горла.
Высокий	7–10	Сократите или перенесите напряженные занятия на свежем воздухе. Детям и пожилым людям также следует относиться к этому спокойно.	Подумайте о том, чтобы сократить или перенести напряженную деятельность на свежем воздухе, если у вас возникают такие симптомы, как кашель и раздражение горла.
Очень высокий	Выше 10	Избегайте напряженных занятий на открытом воздухе. Детям и пожилым людям также следует избегать физических нагрузок на открытом воздухе и оставаться дома.	Сократите или перенесите напряженную деятельность на свежем воздухе, особенно если у вас возникают такие симптомы, как кашель и раздражение горла.

Измерение основано на наблюдаемой связи диоксида азота (NO ₂ ), приземного озона (O ₃ ) и твердых частиц (PM _2,5 ) со смертностью, согласно анализу нескольких канадских городов. Примечательно, что все три загрязнителя могут представлять угрозу для здоровья даже при низких уровнях воздействия, особенно среди тех, у кого уже есть проблемы со здоровьем.

При разработке AQHI первоначальный анализ воздействия на здоровье, проведенный Министерством здравоохранения Канады, включал пять основных загрязнителей воздуха: твердые частицы, озон и диоксид азота (NO ₂ ), а также диоксид серы (SO ₂ ) и окись углерода (CO). Последние два загрязнителя предоставили мало информации для прогнозирования последствий для здоровья и были исключены из формулы AQHI.

AQHI не измеряет влияние запаха, пыльцы, пыли, тепла или влажности.

Германия

TA Luft — немецкий регламент качества воздуха.

Управление загрязнением воздуха в городах

Дополнительная информация: Поэтапный отказ от автомобилей, работающих на ископаемом топливе § Города и территории.

В Европе Директива Совета 96/62/EC об оценке и управлении качеством окружающего воздуха обеспечивает общую стратегию, в соответствии с которой государства-члены могут «устанавливать цели в отношении качества окружающего воздуха, чтобы избежать, предотвратить или уменьшить вредное воздействие на здоровье человека и окружающую среду. ... и улучшить качество воздуха там, где оно неудовлетворительно».

В июле 2008 года по делу Дитер Янечек против Freistaat Bayern Европейский суд постановил, что в соответствии с этой директивой граждане имеют право требовать от национальных властей реализации краткосрочного плана действий, направленного на поддержание или достижение соответствия предельным значениям качества воздуха.

Эта важная прецедентная практика, похоже, подтверждает роль ЕС как централизованного регулятора для европейских национальных государств в отношении контроля загрязнения воздуха. Он налагает на Великобританию наднациональное юридическое обязательство защищать своих граждан от опасных уровней загрязнения воздуха, более того, заменяя национальные интересы интересами граждан.

В 2010 году Европейская комиссия (ЕК) пригрозила Великобритании судебным иском за последовательное нарушение предельных значений PM ₁₀ . Правительство Великобритании определило, что если будут наложены штрафы, они могут стоить стране более 300 миллионов фунтов стерлингов в год.

В марте 2011 года застроенная территория Большого Лондона осталась единственным регионом Великобритании, нарушившим предельные значения ЕС, и ей было дано три месяца на реализацию плана чрезвычайных действий, направленного на выполнение Директивы ЕС о качестве воздуха. В лондонском Сити наблюдается опасный уровень концентрации PM ₁₀ , который, по оценкам, приводит к 3000 смертям в городе в год. Помимо угрозы штрафов ЕС, в 2010 году ему угрожали судебным иском за отмену западной зоны взимания платы за въезд , что, как утверждается, привело к увеличению уровня загрязнения воздуха.

В ответ на эти обвинения мэр Лондона Борис Джонсон раскритиковал текущую необходимость европейских городов общаться с Европой через центральное правительство своего национального государства , утверждая, что в будущем «великому городу, подобному Лондону», должно быть разрешено обходить свое правительство и заключать сделки. напрямую с Европейской комиссией относительно ее плана действий по обеспечению качества воздуха.

Это можно интерпретировать как признание того, что города могут выйти за рамки традиционной организационной иерархии национального правительства и разработать решения проблемы загрязнения воздуха, используя глобальные сети управления, например, посредством транснациональных отношений. Транснациональные отношения включают, помимо прочего, национальные правительства и межправительственные организации. позволяя субнациональным субъектам, включая города и регионы, участвовать в борьбе с загрязнением воздуха в качестве независимых субъектов.

Глобальные партнерства городов могут быть встроены в сети, например, в Группу климатического лидерства C40 Cities , членом которой является Лондон. C40 — это общественная «негосударственная» сеть ведущих городов мира, целью которой является сокращение выбросов парниковых газов. C40 был определен как «управление посередине» и является альтернативой межправительственной политике. У него есть потенциал для улучшения качества городского воздуха, поскольку участвующие города «обмениваются информацией, перенимают передовой опыт и, следовательно, сокращают выбросы углекислого газа независимо от решений национального правительства». Критика сети C40 заключается в том, что ее исключительный характер ограничивает влияние участвующих городов и рискует отобрать ресурсы у менее влиятельных городских и региональных субъектов.

Коренные народы

Потому что коренные жители часто испытывают на себе непропорционально большую долю последствий деградации окружающей среды и изменения климата, даже несмотря на то, что они внесли очень небольшой вклад в процессы, вызывающие эти изменения, экологическая справедливость для них особенно важна. Коренные народы были маргинализированы, а их земли и ресурсы эксплуатировались в результате исторической и продолжающейся колонизации, институциональной несправедливости и неравенства.

Группам коренных народов часто не хватает политического и финансового влияния, чтобы влиять на политические решения, которые влияют на их земли и средства к существованию, или чтобы уменьшить последствия изменения климата. Это усугубляет уже существующее неравенство в социальных, экономических и медицинских условиях этих сообществ. Кроме того, традиционные экологические знания и системы знаний коренных народов предоставляют ценную информацию об устойчивом управлении ресурсами и методах адаптации к изменению климата. Чтобы способствовать устойчивости и экологической справедливости, точки зрения коренных народов должны быть признаны и интегрированы в усилия по смягчению последствий изменения климата и адаптации к ним.

Борьба с изменением климата требует всеобъемлющей стратегии, которая признает взаимозависимость социальных, экономических и экологических элементов. Это влечет за собой защиту договорных прав, продвижение суверенитета и самоопределения коренных народов, а также помощь возглавляемым коренными народами проектам по устойчивому развитию и сохранению окружающей среды.

Горячие точки

Основная статья: Токсичная горячая точка

См. Также: Аллея рака и Суперфонд.

Горячие точки загрязнения воздуха — это районы, где выбросы загрязняющих веществ в воздух подвергают людей повышенному негативному воздействию на здоровье. Они особенно распространены в густонаселенных городских районах, где может существовать сочетание стационарных источников (например, промышленных предприятий) и мобильных источников (например, легковых и грузовых автомобилей) загрязнения. Выбросы из этих источников могут вызвать респираторные заболевания , детскую астму , рак и другие проблемы со здоровьем. Серьезной проблемой являются мелкие твердые частицы, такие как дизельная сажа , которые ежегодно становятся причиной более 3,2 миллионов преждевременных смертей во всем мире. Он очень мал и может поселиться в легких и попасть в кровоток. Дизельная сажа концентрируется в густонаселенных районах, и каждый шестой житель США живет вблизи горячей точки загрязнения дизельным топливом.

Внешние видео
AirVisual Earth – карта глобального ветра и загрязнения воздуха в реальном времени

Хотя «горячие точки» загрязнения воздуха затрагивают самые разные группы населения, некоторые группы с большей вероятностью проживают в «горячих точках». Предыдущие исследования показали различия в подверженности загрязнению в зависимости от расы и/или дохода. Опасные виды землепользования (хранилища и захоронения токсичных веществ, производственные предприятия, основные дороги), как правило, расположены там, где стоимость собственности и уровень доходов низкие. Низкий социально-экономический статус может быть показателем других видов социальной уязвимости , включая расовую принадлежность, отсутствие возможности влиять на регулирование и отсутствие возможности переехать в районы с меньшим загрязнением окружающей среды. Эти сообщества несут непропорциональное бремя загрязнения окружающей среды и с большей вероятностью столкнутся с такими рисками для здоровья, как рак или астма .

Исследования показывают, что расовые различия и различия в доходах указывают не только на более высокую подверженность загрязнению окружающей среды, но и на более высокий риск неблагоприятных последствий для здоровья. Сообщества, характеризующиеся низким социально-экономическим статусом и расовыми меньшинствами, могут быть более уязвимы к кумулятивным неблагоприятным последствиям для здоровья в результате повышенного воздействия загрязняющих веществ, чем более привилегированные сообщества. Чернокожие и латиноамериканцы обычно сталкиваются с большим загрязнением окружающей среды, чем белые и азиаты, а общины с низкими доходами несут более высокое бремя риска, чем богатые. Расовые различия особенно заметны в пригородных районах юга Соединенных Штатов и мегаполисах Среднего Запада и Запада Соединенных Штатов. Жители государственного жилья, которые, как правило, имеют низкий доход и не могут переехать в более здоровые районы, сильно страдают от близлежащих нефтеперерабатывающих и химических заводов.

Города

См. Также: Список самых загрязненных городов мира по концентрации твердых частиц.

Дополнительная информация: Список наименее загрязненных городов по концентрации твердых частиц.

Концентрации диоксида азота, измеренные со спутника в 2002–2004 гг.

Загрязнение воздуха обычно концентрируется в густонаселенных мегаполисах , особенно в развивающихся странах, где города переживают быстрый рост, а экологические нормы относительно слабы или вообще отсутствуют. Урбанизация приводит к быстрому росту преждевременной смертности из-за антропогенного загрязнения воздуха в быстрорастущих тропических городах. Однако даже населенные районы в развитых странах достигают нездорового уровня загрязнения, например Лос-Анджелес и Рим. В период с 2002 по 2011 год заболеваемость раком легких в Пекине увеличилась почти вдвое. Хотя курение остается основной причиной рака легких в Китае, число курильщиков падает, а уровень заболеваемости раком легких растет.

Самые загрязненные города мира 2020	2020 г. В среднем	2019 г. В среднем
Хотан, Китай	110.2	110.1
Газиабад, Индия	106.6	110.2
Буландшахр, Индия	98.4	89.4
Бисрах Джалалпур, Индия	96.0	-
Бхивади, Индия	95.5	83.4

24 мая 2022 года Тегеран был признан самым загрязненным городом мира.

Прогнозы

По прогнозам на 2019 год, к 2030 году половина мировых выбросов загрязняющих веществ может быть произведена Африкой. Потенциальные факторы, способствующие такому результату, включают увеличение объемов сжигания отходов (например, сжигание открытых отходов), дорожное движение, агропродовольственную и химическую промышленность, песчаную пыль из Сахары и общий рост населения .

Согласно исследованию 2012 года, к 2050 году загрязнение наружного воздуха (твердыми частицами и приземным озоном) станет основной причиной смертности, связанной с окружающей средой, во всем мире.

См. также

Источник

• Горелка для улья
• зольный остаток
• Бетон#Бетон – здоровье и безопасность
• Загрязнение воздуха, связанное с Дивали
• Выбросы дымовых газов при сжигании ископаемого топлива
• Влияние опилок на здоровье
• бумага Джосса
• Металлообработка
• Горное дело
• Выбросы, не связанные с выхлопными газами
• Электроинструмент
• Загрязнение резины
• Шлак
• Плавка
• Пожар в шинах
• Сварка
• Древесная зола

Измерение

• Концентрации загрязняющих веществ в воздухе
• Измерение загрязнения воздуха
• Органические молекулярные индикаторы
• Потребляемая фракция
• Пробоотборник твердых частиц

Другие

• Застой воздуха
• Соглашение АСЕАН о трансграничном загрязнении дымкой
• Азиатское коричневое облако
• Химия атмосферы
• БенМАП
• Лучшая доступная технология управления
• Критическая нагрузка
• Стандарт выбросов
• Интегрированная база данных по выбросам и генерирующим ресурсам
• Экологическое соглашение
• Экологический расизм
• Экспосома
• Глобальная служба атмосферы
• Глобальное затемнение
• Великий смог Лондона
• Туман
• Институт воздействия на здоровье (ВУЗ)
• Значение показателя
• Международное агентство по исследованию рака
• Международный день чистого воздуха ради голубого неба
• Киотский протокол
• Устойчивость легководного реактора
• Список смогов по числу погибших
• Самый низкий достижимый уровень выбросов
• Исследование НАСА по чистому воздуху
• НИХС
• Фиторемедиация
• Принцип «загрязнитель платит»
• Регулирование выбросов парниковых газов в соответствии с Законом о чистом воздухе
• Силикоз#Профилактика

Дальнейшее чтение

• Бримблкомб П. (1987). Большой дым: история загрязнения воздуха в Лондоне со времен средневековья . Рутледж. ISBN  978-1-136-70329-4 .
• Бримблкомб П. (1995). «1: История загрязнения воздуха». В Сингхе Х (ред.). Состав, химический состав и климат атмосферы . Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. стр. 1–18. ISBN  978-0-471-28514-4 . OCLC   43084000 .
• Бримблкомб П. , Макра Л. (2005). «Отрывки из истории загрязнения окружающей среды с особым вниманием к загрязнению воздуха. Часть 2*: От средневековья до XIX века». Международный журнал окружающей среды и загрязнения . 23 (4): 351–67. дои : 10.1504/ijep.2005.007599 .
• Черни, Джудит А. Экономический рост против окружающей среды: политика богатства, здоровья и загрязнения воздуха (2002) онлайн
• Кортон, Кристин Л. Лондонский туман: Биография (2015)
• Карри, Донья. «ВОЗ: Загрязнение воздуха — постоянная угроза здоровью в городах мира», The Nation's Health (февраль 2012 г.), 42 № 1 онлайн.
• Дьюи, Скотт Хэмилтон. Не дышите воздухом: загрязнение воздуха и экологическая политика США, 1945–1970 (Texas A&M University Press, 2000)
• Гонсалес, Джордж А. Политика загрязнения воздуха: рост городов, экологическая модернизация и символическая инклюзивность (SUNY Press, 2012).
• Гриндер Р.Д. (1978). «От повстанческого движения к эффективности: кампания по борьбе с дымом в Питтсбурге перед Первой мировой войной». Исторический журнал Западной Пенсильвании . 61 (3): 187–202.
• Гриндер, Роберт Дейл. «Битва за чистый воздух: проблема дыма в Америке после гражданской войны» в издании Мартина В. Мелози, « Загрязнение и реформы в американских городах», 1870–1930 (1980), стр. 83–103.
• Кумар П., Пирьола Л., Кецель М., Харрисон Р.М. (2013). «Выбросы наночастиц из 11 источников выхлопных газов, не связанных с транспортными средствами – обзор» . Атмосферная среда . 67 . Эльзевир Б.В.: 252–277. Бибкод : 2013AtmEn..67..252K . дои : 10.1016/j.atmosenv.2012.11.011 . ISSN   1352-2310 .
• Лундквист ЖЖ (1980). Заяц и черепаха: политика чистого воздуха в США и Швеции . Анн-Арбор, Мичиган: Издательство Мичиганского университета. ISBN  978-0-472-09310-6 .
• Мингл, Джонатан, «Наш смертельный воздух» [рецензия на Гэри Фуллера, «Невидимый убийца…» ; Бет Гардинер, Подавилась... ; Тим Смедли, Очищая воздух... ; Агентство по охране окружающей среды США , Комплексная научная оценка твердых частиц (проект внешней проверки, 2018 г.) ; и Дипломированный научный консультативный комитет по чистому воздуху, письмо администратору Агентства по охране окружающей среды о комплексной научной оценке Агентства по охране твердых частиц, 11 апреля 2019 г. ], The New York Review of Books , vol. LXVI, нет. 14 (26 сентября 2019 г.), стр. 64–66, 68. «Сегодня 91 процент людей во всем мире живут в районах, где уровень загрязнения воздуха превышает рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения пределы. ... [T] Не существует безопасного уровня воздействие мелких твердых частиц ... Большинство этих мелких частиц являются побочным продуктом... сжигания... угля , бензина , дизельного топлива , древесины , мусора ... Эти частицы могут преодолеть защиту наших верхних дыхательных путей. проникнуть глубоко в наши легкие и достичь альвеол ... Оттуда они попадают в кровоток и распространяются по всему телу. нос , вверх по обонятельному нерву и ложиться... в мозг . Они могут образовывать отложения на слизистой оболочке артерий , сужая кровеносные сосуды и повышая вероятность... инсультов и сердечных приступов . [Т]эй усугубляют респираторные заболевания, такие как астма и хроническая обструктивная болезнь легких ... Есть... доказательства, связывающие воздействие загрязнения воздуха с повышенным риском болезни Альцгеймера и других форм деменции .» (стр. 64.)
• Мосли, Стивен. Дымоход мира: история загрязнения дымом в викторианском и эдвардианском Манчестере. Рутледж, 2013.
• Шреурс, Миранда А. Экологическая политика в Японии, Германии и США (Cambridge University Press, 2002) онлайн
• Торшейм, Питер. Изобретение загрязнения: уголь, дым и культура в Великобритании с 1800 года (2009 г.)

Внешние ссылки

• Информационный бюллетень ВОЗ о загрязнении атмосферного воздуха
• Загрязнение воздуха: все, что вам нужно знать. Руководство Совета по защите природных ресурсов (NRDC)
• Карта глобального индекса качества воздуха в реальном времени
• Основы индекса качества воздуха (AQI)
• Калькулятор AQI для концентрации AQI и концентрации для AQI для пяти загрязняющих веществ
• ЮНЕП Городское экологическое планирование
• Европейская комиссия > Окружающая среда > Воздух > Качество воздуха
• База данных: загрязнение атмосферного воздуха в городах по данным Всемирной организации здравоохранения.
• Влияние на смертность от длительного воздействия загрязнения воздуха твердыми частицами в Соединенном Королевстве , Комитет Великобритании по медицинским последствиям загрязнения воздуха, 2010 г.
• Опасные загрязнители воздуха | Что такое опасные загрязнители на EPA.gov