Загрязнение частиц
Загрязнение частиц - это загрязнение окружающей среды , которая состоит из частиц, подвешенных в какой -то среде. Существует три первичные формы: атмосферные частицы , [ 1 ] морской мусор , [ 2 ] и космический мусор . [ 3 ] Некоторые частицы высвобождаются непосредственно из определенного источника, в то время как другие образуются в химических реакциях в атмосфере. Загрязнение частиц может быть получено либо из природных источников, либо из антропогенных процессов.
Атмосферные частицы
[ редактировать ]Атмосферные частицы , также известные как твердые частицы , или PM, описывает твердые частицы и/или жидкие частицы, подвешенные в газе , чаще всего Земли в атмосфере . [ 1 ] Частицы в атмосфере можно разделить на два типа, в зависимости от того, как они испускаются. Первичные частицы, такие как минеральная пыль , испускаются в атмосферу. [ 4 ] Вторичные частицы, такие как нитрат аммония , образуются в атмосфере посредством преобразования газа в корпус. [ 4 ]
Источники
[ редактировать ]Некоторые частицы встречаются естественным образом, происходящие из вулканов , пыльных штормов , лесных и пастбищных пожаров , живой растительности и морского спрея . Человеческая деятельность, такая как сжигание ископаемого топлива в транспортных средствах, [ 5 ] сжигание дерева , [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] Горение стерни , электростанции , дорожная пыль , влажные охлаждающие башни в охлаждающих системах и различные промышленные процессы, также генерируют значительные количества частиц. угля Сжигание в развивающихся странах является основным методом для нагрева домов и поставки энергии . Поскольку соляное спрей на океаны является наиболее распространенной формой частиц в атмосфере, антропогенные аэрозоли - те, которые сделаны человеческой деятельностью - в начале составляют около 10 процентов от общей массы аэрозолей в нашей атмосфере. [ 11 ]
Микропластики являются новым источником загрязнения атмосферы, особенно мелких пластиковых волокон, которые достаточно легкие, чтобы переносить ветром. [ 12 ] Микропластики, путешествующие по воздуху, не могут быть отслежены до их конкретных оригинальных источников, так как ветер может взорвать бесконечно малые частицы в тысячи миль от того места, где они были первоначально пролили. Микропластики обнаруживаются в очень отдаленных областях земли, где нет видимых близлежащих источников пластика. [ 13 ] Общим источником воздушных микропластических волокон является пластиковый текстиль. В то время как большинство атмосферных микропластиков, как правило, приходят из земли, микропластики также входят в атмосферу через океан и морской туман. [ 14 ]
Домашнее сжигание и деревянный дым
[ редактировать ]Загрязнение домашнего сжигания в основном состоит из сжигания топлива, включая древесину, газ и древесный уголь в области отопления, приготовления пищи, сельского хозяйства и лесных пожаров. [ 15 ] Основные внутренние загрязняющие вещества содержат 17% диоксида углерода, 13% угарного газа, 6% монооксида азота, полициклические ароматические углеводороды и тонкие и ультрафийновые частицы. [ 16 ]
В Соединенном Королевстве внутреннее сжигание является крупнейшим единственным источником PM2,5 в год. [ 17 ] [ 18 ] В некоторых городах и городах в Новом Южном Уэльсе Дерево -дым может быть ответственен за 60% загрязнения воздуха из мелких частиц зимой. [ 19 ] Исследования, проведенные о сжигании биомассы в 2015 году, показали, что 38% европейских общих выбросов частиц загрязнения состоят из внутреннего сжигания древесины. [ 20 ]
Загрязнитель частиц часто находится в микроскопическом размере, что позволяет его проникать во внутреннее пространство, даже если окна и двери закрыты. [ Цитация необходима ] Основной компонент Woodsmoke, черный углерод, значительно появляется в внутренней среде по сравнению с другими загрязнителями окружающей среды. [ Цитация необходима ] Если комната запечатана достаточно плотной, чтобы предотвратить передачу леса, это также предотвратит обмен кислородом из помещений на открытом воздухе. [ Цитация необходима ] Регулярная сумеречная маска также может помочь с загрязнителями частиц, поскольку они предназначены для фильтрации более крупных частиц. [ 21 ] Мускус с фильтром HEPA может отфильтровать микроскопические загрязнители, но вызвать трудности дыхания в популяции с болезнью легких. [ 21 ]
Жизнь под высокой концентрацией загрязняющих веществ может привести к головным болям, усталости, болезням легких, астме, астмам и раздражению глаз. [ 15 ] Одним из наиболее распространенных заболеваний среди тех, кто живет среди загрязняющих веществ, является хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). [ 22 ] Воздействие древесного и древесного дыма в значительной степени связано с диагнозом ХОБЛ среди тех, кто живет в развивающихся и развитых странах. [ 21 ] Воздействие Woodsmoke усиливает респираторные системы и увеличивает риск поступления в больницу. [ 21 ]
Морской мусор
[ редактировать ]Морские мусоры и морские аэрозоли относятся к частицам, подвешенным в жидкости , обычно воде на поверхности Земли . Частицы в воде представляют собой своего рода загрязнение воды, измеренное как общее количество суспендированных твердых веществ , измерение качества воды, указанное как обычный загрязнитель в Законе о чистой воде в США , закон о качестве воды . [ 23 ] Примечательно, что некоторые из тех же видов частиц могут быть подвешены как в воздухе , так и в воде , а загрязняющие вещества могут быть перенесены в воздух и осаждены в воде или падать на землю как кислотный дождь . [ 24 ] Большинство морских аэрозолей создаются через разрывание пузырьков разрыва волн и капиллярного действия на поверхности океана из -за напряжения, возникающего от поверхностных ветров. [ 2 ] Среди общих морских аэрозолей аэрозоли Pure Sea Salt являются основным компонентом морских аэрозолей с ежегодным глобальным выбросом между 2000-10 000 тераграмм в год. [ 2 ] Благодаря взаимодействию с водой многие морские аэрозоли помогают разбросить свет и помощь в конденсации облаков и ядрах льда (в); атмосферного радиации Таким образом, влияет на бюджет . [ 2 ] Когда они взаимодействуют с антропогенным загрязнением, морские аэрозоли могут влиять на биогеохимические циклы посредством истощения кислот, таких как азотная кислота и галогены . [ 2 ]
Космический мусор
[ редактировать ]Космический мусор описывает частицы в вакууме внешнего пространства , в частности, частицы, происходящие из человеческой активности, которые остаются на геоцентрической орбите вокруг Земли . Международная ассоциация астронавтов определяет космический мусор как «любой искусственный объект, орбитающий на земле, который не функционирует без разумного ожидания предположения или возобновления своей предполагаемой функции или любой другой функции, для которой он или может быть разрешен или может быть разрешен, включая фрагменты и части». [ 3 ]
Космический мусор классифицируется по размеру и эксплуатационным целям и делится на четыре основных подмножества : неактивные полезные нагрузки , эксплуатационный мусор, фрагментационный мусор и микробартикуляционное вещество. [ 3 ] Неактивные полезные нагрузки относятся к любым запущенным пространственным объектам, которые потеряли возможность воссоединиться с соответствующим пространственным оператором; Таким образом, предотвращение возвращения на Землю. [ 25 ] Напротив, оперативный мусор описывает вопрос, связанный с движением более крупной сущности, в космос, который может включать верхнюю ракетную стадию и выброшенные носовые шишки. [ 25 ] Фрагментация мусор относится к любому объекту в пространстве, который был диссоциирован от более крупной сущности с помощью взрыва , столкновения или ухудшения . [ 26 ] Микропольтикулятная материя описывает пространство, которое обычно не видно по отдельности невооруженным глазом , включая частицы, газы и космическое стекло. [ 25 ]
В ответ на исследования, которые пришли к выводу, что воздействие от орбитального мусора Земли может привести к большей опасности для космического корабля, чем естественная метеороидная среда, НАСА начало программу орбитального мусора в 1979 году, инициированную отделом космических наук в Космическом центре Джонсона (JSC). [ 27 ] Начиная с первоначального бюджета в 70 000 долл. США, программа орбитального мусора НАСА началась с первоначальных целей характеристики опасностей, вызванных космическим мусором и создания стандартов смягчения , которые минимизируют рост среды орбитального мусора. [ 28 ] К 1990 году программа орбитального мусора НАСА создала программу мониторинга мусора, которая включала механизмы для образца среды с низкой орбитой на земле (LEO) для мусора до 6 мм с использованием радара сеной х-генд . [ 27 ]
Эпидемиология
[ редактировать ]Загрязнение частиц наблюдается по всему миру в различных размерах и композициях и является центром многих эпидемиологических исследований. Певарные материалы (PM) обычно классифицируются на две категории основного размера: PM 10 и PM 2.5 . PM 10 , также известный как грубое частичное вещество, состоит из частиц 10 микрометров (мкМ) и меньше, в то время как PM 2.5 , также называемый тонкими частицами, состоит из частиц 2,5 мкм и меньше. [ 29 ] Частицы 2,5 мкм или меньше по размеру особенно примечательны, так как их можно вдыхать в нижнюю дыхательную систему и с достаточным воздействием, поглощенным в кровоток . Загрязнение частиц может происходить прямо или косвенно из ряда источников, включая, помимо прочего: сельское хозяйство, автомобили, строительство, лесные пожары, химические загрязнители и электростанции. [ 30 ]
Воздействие частиц любого размера и композиции может происходить в течение короткого времени или хронически в течение длительного времени. [ 31 ] Воздействие на частицы было связано с неблагоприятными респираторными симптомами, начиная от раздражения дыхательных путей, при отягчающейся астме , кашле и затруднением дыхания от острого воздействия таких симптомов, как нерегулярное сердцебиение , рак легких, заболевание почек , хронический бронхит и преждевременная смерть у людей, которые страдают предварительно переукрашиваемым кардиовешением или дезитационированием хронирования. [ 29 ] Тяжесть воздействия на здоровье обычно зависит от размера частиц, а также от состояния здоровья отдельного лица, подвергшегося воздействию; Пожилые люди, дети, беременные женщины и популяции с ослабленным иммунитетом подвергаются наибольшему риску неблагоприятных результатов в отношении здоровья. [ 32 ] Краткосрочное воздействие загрязнения твердых частиц было связано с неблагоприятными воздействиями на здоровье. [ 33 ] [ 34 ]
В результате Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и различные медицинские учреждения по всему миру установили пороговые значения для концентраций PM 2.5 и PM 10 , которые определены как приемлемые. Тем не менее, не существует известного безопасного уровня воздействия, и, следовательно, любое воздействие загрязнения твердых частиц, вероятно, увеличит риск неблагоприятных воздействий на здоровье. [ 35 ] В европейских странах качество воздуха на уровне 10 микрограммов на кубический метр воздуха (мкг/м 3 ) для PM 2,5 увеличивает коэффициент ежедневной смертности от всех сообщений на 0,2-0,6%, а уровень сердечно-легочной смертности-на 6-13%. [ 35 ]
Во всем мире, PM 10 концентрации 70 мкг/м 3 и концентрации PM 2,5 35 мкг/м 3 Было показано, что увеличивает долгосрочную смертность на 15%. [ 29 ] Более того, приблизительно 4,2 миллиона из всех преждевременных смертей, наблюдаемых в 2016 году, произошли из -за загрязнения в воздухе, 91% из которых происходили в странах с низким и средним социально -экономическим статусом. Из этих преждевременных смертей 58% были связаны с инсультами и ишемическими сердечными заболеваниями, 8%, приписываемыми ХОБЛ ( хроническая обструктивная болезнь легких ) и 6% с раком легких. [ 36 ]
В 2006 году EPA проводило обозначения качества воздуха во всех 50 штатах, обозначая области высокого загрязнения на основе таких критериев, как данные мониторинга качества воздуха, рекомендации, представленные штатами, и другая техническая информация; и уменьшил национальный стандарт качества воздуха окружающего воздуха для ежедневного воздействия частиц в 2,5 микрометрах и меньшей категории от 15 мкг/м. 3 до 12 мкг/м 3 в 2012 году. [ 37 ] В результате, годовые средние значения PM 2,5 снизились с 13,5 мкг/м 3 до 8,02 мкг/м 3 , между 2000 и 2017 годами. [ 38 ]
Микропластики оказываются особенно решающими в качестве твердых частиц для их реакционной способности и способности становиться загрязненными. Микропластические частицы, в зависимости от их состава, могут образовывать карбонильные связи на поверхности, вызывая загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы, адсорбированные частицами . [ 39 ] Когда микропластические частицы вдыхаются, они сохраняются в легких и вызывают воспаление. [ 40 ] Необходимы дополнительные исследования для понимания долгосрочных последствий микропластиков на здоровье в организме человека.
Экологические риски
[ редактировать ]Было обнаружено, что твердые частицы (PM), особенно PM2,5, вредны для водных беспозвоночных. [ 41 ] Эти водные беспозвоночные включают рыбу, ракообразные и моллюсков. В исследовании Han et al. Влияние PM <2,5 микрометра на черты жизни и окислительный стресс наблюдалось у Tigriopus japonicus. Воздействие частиц в диаметре менее 2,5 микрометра привело к значительным изменениям уровней АФК, что указывает на то, что воздействие твердых частиц было причинным агентом окислительного стресса в Tigriopus japonicus . [ 42 ] В дополнение к водным беспозвоночным, у млекопитающих также были отмечены негативные эффекты частиц. После острого воздействия веществ в окружающей среде крысы показали значительное увеличение нейтрофилов и значительное снижение лимфоцитов, что указывает на то, что воздействие частиц может привести к активации симпатической реакции на стресс. [ 43 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Перрино, Чинсия (2010). «Атмосферные частицы» . Биофизика и биоинженерия букв . 3 (1). ISSN 2037-0199 . Архивировано из оригинала 2020-09-25 . Получено 2018-09-19 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и Fuzzi, S.; Baltensperger, U.; Карлау, К.; Decesari, S.; Отрицатель ван дер Гон, H.; Facchini, MC; Фаулер Д .; Корен, я.; Лэнгфорд, Б. (2015). «Пятничные вещества, качество воздуха и климат: уроки извлеченные уроки и будущие потребности» . Атмосферная химия и физика . 15 (14): 8217–8299. Bibcode : 2015acp .... 15,8217f . doi : 10.5194/ACP-15-8217-2015 . HDL : 20.500.11850/103253 . ISSN 1680-7316 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Чаддха, Шейн (2010). «Смягчение космического мусора». SSRN Рабочий документ . doi : 10.2139/ssrn.1586539 . ISSN 1556-5068 . S2CID 130205124 . SSRN 1586539 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Giere, R.; Querol, X. (2010). «Сплошные частицы в атмосфере». Элементы . 6 (4): 215–222. Bibcode : 2010eleme ... 6..215G . doi : 10.2113/gselents.6.4.215 . ISSN 1811-5209 . S2CID 54190008 .
- ^ Омидварборна; и др. (2015). «Недавние исследования моделирования сажи для сжигания дизельного топлива». Возобновляемые и устойчивые обзоры энергии . 48 : 635–647. Bibcode : 2015rserv..48..635o . doi : 10.1016/j.rser.2015.04.019 .
- ^ «Редакционирующая выбросы с водным имут» . 2 сентября 2021 года.
- ^ https://www.environment.gov.au/protection/air-quality/woodheaters-and-woodsmoke [ только URL ]
- ^ https://ec.europa.eu/environment/integration/research/newsalert/pdf/92na1_en.pdf [ только URL PDF ]
- ^ «Загрязнение воздуха и здоровье» .
- ^ «Деревянный дым и ваше здоровье» . 28 мая 2013 года.
- ^ Хардин, Мэри; Кан, Ральф (2 ноября 2010 г.). «Аэрозоли и изменение климата» .
- ^ Шридхаран, Сринидхи; Кумар, Маниш; Сингх, Лал; Болан, Нанти с.; Саха, Махуа (2021). «Микропластики как появляющийся источник загрязнения воздуха твердых частиц: критический обзор». Журнал опасных материалов . 418 . Bibcode : 2021jhzm..41826245S . doi : 10.1016/j.jhazmat.2021.126245 . PMID 34111744 . S2CID 235402929 .
- ^ Лихи, Стивен. «Микропластики идет дождь с неба, даже в горах». Окружающая среда , National Geographic, 3 мая 2021 года, https://www.nationalgeography.com/environment/article/microplastics-pollution-falls-from-air-even-mountains?loggedin=true&rnd=1700509337626 .
- ^ Аллен, Стив; Аллен, Деони; Мосс, Керри; Ле Ру, Гаэль; Феникс, Вернон Р.; Сонке, Джерун Э. (2020). «Исследование океана как источника для атмосферных микропластиков» . Plos один . 15 (5): E0232746. Bibcode : 2020ploso..1532746a . doi : 10.1371/journal.pone.0232746 . PMC 7217454 . PMID 32396561 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный «Загрязнители сжигания и качество воздуха в помещении | Калифорнийский совет по воздушным ресурсам» . WW2.arb.ca.gov . Получено 2022-04-22 .
- ^ Ludwig, J.; Marufu, Lt; Huber, B.; Andreae, Mo; Helas, G. (2003-01-01). «Внутреннее сжигание топлива биомассы в развивающихся странах: основной источник загрязняющих веществ в атмосфере» . Журнал атмосферной химии . 44 (1): 23–37. Bibcode : 2003Jatc ... 44 ... 23L . doi : 10.1023/a: 1022159910667 . ISSN 1573-0662 . S2CID 13394831 .
- ^ «Выбросы загрязнителей воздуха» . 22 февраля 2023 года.
- ^ «В 2,4 раза больше PM2,5 Загрязнение от бытового сжигания древесины, чем движение | BMJ» . 16 февраля 2022 года.
- ^ «Деревянные обогреватели и ваше здоровье - фактические бюллетени» .
- ^ Сигсгаард, Торбен; Форсберг, Бертил; Anesi-Maesano, Изабелла; Бломберг, Андерс; Чаша, Анетт; Боман, Кристоффер; Бин, Джейкоб; Брауэр, Майкл; Брюс, Найджел; Эру, Мари-Ви; Hirvonen, Maija-Riitta (2015-09-24). «Влияние на здоровье антропогенного сжигания биомассы в развитом мире» . Европейский респираторный журнал . 46 (6): 1577–1588. doi : 10.1183/13993003.01865-2014 . ISSN 0903-1936 . PMID 26405285 . S2CID 41697986 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый «Жизненное сжигание древесины» . www.lung.org . Получено 2022-04-22 .
- ^ Orozco-levi, M.; Garcia-aymerich, J.; Villar, J.; Ramírez-Sarmiento, A.; Анто, JM; GEA, J. (2006-03-01). «Воздействие древесного дыма и риск хронической обструктивной болезни легких» . Европейский респираторный журнал . 27 (3): 542–546. doi : 10.1183/09031936.06.00052705 . ISSN 0903-1936 . PMID 16507854 . S2CID 14036664 .
- ^ США Акт о чистой воде , гл. 304 (a) (4), 33 USC § 1314 (a) (4).
- ^ EPA, весла, США (26 апреля 2016 г.). «Влияние здоровья и окружающей среды твердых частиц (PM) | US EPA» . США EPA . Получено 2018-09-26 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Бейкер, HA (1989). Космический мусор: правовые и политические последствия . Дордрехт, Нидерланды: издатели Мартинуса Ниджоффа. п. 4. ISBN 0-7923-0166-8 .
- ^ Комитет по космическому мусору, Национальный исследовательский совет (1995). Орбитальный мусор: техническая оценка . Национальная академическая пресса. п. 25. ISBN 0309051258 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Ограничение будущего риска столкновения для космического корабля: оценка программ метеороидного и орбитального мусора НАСА . Вашингтон: Национальная академическая пресса. 2011. С. 7 . ISBN 978-0309219778 .
- ^ DSF Portree, JP Fireus (1999). Орбитальный мусор: хронология Вашингтон: НАСА. П. 29
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в «Рекомендации по качеству воздуха для твердых частиц, озона, диоксида азота и диоксида серы» . 26 апреля 2016 года.
- ^ «Пятницы (PM) Основы» . 19 апреля 2016 года.
- ^ «Влияние здоровья и окружающей среды твердых частиц» . 26 апреля 2016 года.
- ^ «Загрязнение твердых частиц и ваше здоровье» .
- ^ Deryugina, Tatyana; Heutel, Garth; Миллер, Нолан Х.; Молитор, Дэвид; Рейф, Джулиан (2019). «Смертность и медицинская затраты на загрязнение воздуха: данные об изменениях в направлении ветра» . Американский экономический обзор . 109 (12): 4178–4219. doi : 10.1257/aer.20180279 . ISSN 0002-8282 . PMC 7080189 . PMID 32189719 .
- ^ Ди, Qian; Дай, Линчжэнь; Ван, Юн; Zanobetti, Antonella; Хорат, Кристина; Шварц, Джоэл Д.; Домини, Франческа (2017-12-26). «Ассоциация краткосрочного воздействия загрязнения воздуха со смертностью у пожилых людей» . Джама . 318 (24): 2446–2456. doi : 10.1001/Jama.2017.17923 . ISSN 0098-7484 . PMC 5783186 . PMID 29279932 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный «Влияние на здоровье твердых частиц» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) на 2023-03-28 . Получено 2018-12-07 .
- ^ «Качество и здоровье окружающего воздуха» .
- ^ «Стандарты качества воздуха для PM 2.5» .
- ^ «Тенденции твердых частиц» . 19 июля 2016 года.
- ^ Ван, Юань; Ван, Сюэцзян; Ли, Юань; Ли, Цзин; Лю, Йиян; Ся, Сикин; Чжао, Цзянфу (2021). «Влияние воздействия полиэтиленовых микропластиков на воздух, воду и почву на их адсорбционное поведение для меди и тетрациклина». ХИМИЧЕСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ЖУРНАЛ . 404 Bibcode : 2021chenj.40426412W . doi : 10.1016/j.cej.2020.126412 . S2CID 224921063 .
- ^ Чен, Гуанлонг; Фэн, Цинюань; Ван, июнь (2020). «Мини-обзор микропластиков в атмосфере и их риски для людей». Наука общей среды . 703 . Bibcode : 2020scten.70335504C . doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.135504 . PMID 31753503 .
- ^ Гокул, Тамильсельван; Кумар, Каматчи Рамеш; Veeramanikandan, Veeramani; Арун, Алагарсами; Баладжи, Паврадж; Фаджио, Катерина (июнь 2023 г.). «Влияние загрязнения твердых частиц на водных беспозвоночных» . Экологическая токсикология и фармакология . 100 : 104146. Bibcode : 2023envtp.10004146g . doi : 10.1016/j.etap.2023.104146 . PMID 37164218 . S2CID 258603470 .
- ^ Хан, Чонхун; Парк, Yeun; Jeong, Hyeryeong; Парк, Джун Чул (май 2022). «Влияние твердых частиц (PM2.5) на черты жизни, окислительный стресс и систему защиты в морском тобесоно -тигриопусе japonicus» . Бюллетень загрязнения морской пехоты . 178 : 113588. DOI : 10.1016/j.marpolbul.2022.113588 . PMID 35358891 . S2CID 247815638 .
- ^ Гордон, Терри; Надзико, Кристина; Шлезингер, Ричард; Чи Чен, легкое (август 1998 г.). «Легочные и сердечно -сосудистые эффекты острых воздействий концентрированного вещества окружающей среды у крыс» . Токсикологические письма . 96–97: 285–288. doi : 10.1016/s0378-4274 (98) 00084-8 . PMID 9820679 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Список десяти лучших методов управления пыли , alaska.gov
СМИ, связанные с загрязнением твердых частиц в Wikimedia Commons