Петерис Апинис: Загрязнённый воздух и его влияние на здоровье человека 0
На вопрос — какие аспекты наиболее важны для здоровья человека, чтобы прожить долгую, продуктивную и качественную жизнь, — я обычно отвечаю: чистый воздух, чистая и качественная питьевая вода, качественное питание и физическая активность. Всё остальное потом. Надеюсь, вы заметили — на первом месте стоит чистый воздух.
В мировой литературе загрязнение воздуха доминирует уже месяц, потому что в Канаде широко распространяются лесные пожары, а облака дыма катятся вниз — над крупными городами США, и даже была тревога — не придётся ли перенести финальный матч Кубка мира по футболу из Нью-Джерси в какое-нибудь менее задымлённое место. Американцы и канадцы тревожно скупают воздушные фильтры для помещений, и особенно модно стало объединять их с кондиционерами. Насколько можно понять, это бизнес-тренд этого года.
Мне бы очень хотелось, чтобы вы дочитали эту статью до конца и сохранили её в файлах памяти. Хотя мне не дано место рассказать о загрязнении воздуха всё, что вам следовало бы знать, всё же немного знаний полезно каждому жителю Латвии. Загрязнение воздуха — это смесь частиц и газов, и его точный состав зависит от источника.
Обычно это дым, выбросы транспорта и промышленности, озон в жаркий день, освежители воздуха, духи, средства для уборки помещений и т. д. С химической точки зрения это загрязнение, конечно, довольно различно.
С процессами горения связаны такие газы, как диоксид азота, диоксид серы и монооксид углерода, а также ряд других газов. Диоксид азота особенно актуален в дорожном движении, когда вы находитесь в автомобиле в пробке вплотную за другой машиной с двигателем внутреннего сгорания или дизельным двигателем, а также в домах, где есть газовая плита или другие газовые приборы.
Диоксид серы обычно образуется при сжигании ископаемого топлива, поэтому люди усердно вдыхают его на промышленных объектах и поблизости от них.
В свою очередь, монооксид углерода образуется во многих повседневных процессах горения, например — в помещении с большим количеством зажжённых свечей.
В домохозяйствах устанавливают детекторы монооксида углерода, потому что именно монооксид углерода оказывает драматическое воздействие на здоровье человека, если его концентрация в воздухе становится слишком высокой.
Поскольку именно монооксид углерода очень токсичен, расскажу о нём немного подробнее. Монооксид углерода, или угарный газ, — это бесцветный газ без запаха и вкуса, который часто называют тихим убийцей, потому что органы чувств человека не способны его уловить. Он образуется при процессах неполного сгорания.
В нормальных условиях эритроциты с помощью гемоглобина получают кислород из лёгких и доставляют его ко всем тканям и органам организма. Когда вдыхается монооксид углерода, он через лёгкие попадает в кровь и связывается с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин. Угарный газ связывается с гемоглобином в 200–250 раз прочнее, чем кислород.
Это означает, что гемоглобин больше не доставляет кислород клеткам, потому что место кислорода занимает угарный газ. В результате организм страдает от острой гипоксии, особенно мозг и сердце. В случае тяжёлого отравления наступают потеря сознания, судороги, останавливаются сердечная деятельность и дыхание, наступает смерть. Итак — поскольку угарный газ не ощущается, самый надёжный способ защитить себя в помещениях, где топят газом, дровами, пеллетами, — это детектор монооксида углерода, сигнализатор, который своевременно предупреждает громким сигналом, если в воздухе появляется опасная концентрация этого газа.
Летучие органические соединения — это химические вещества, которые испаряются в воздух. Они могут возникать как при сжигании топлива и промышленной деятельности, так и из внутренних источников, например из чистящих средств, красок, ароматизаторов, строительных материалов, свечей, процессов приготовления пищи и тому подобных источников.
Самый известный вторичный загрязнитель — озон. Озон обычно образуется, когда солнечный свет реагирует с другими загрязнителями. Озон в верхних слоях атмосферы защищает нас от ультрафиолетового излучения. Но у поверхности земли озон раздражает дыхательные пути человека.
И ещё здесь был бы самый подходящий момент упомянуть твёрдые частицы. Их делят по размеру. Например, PM2,5 означает, что диаметр частицы составляет 2,5 микрона. Чтобы это объяснить, для сравнения возьмём человеческий волос, диаметр которого составляет 50–70 микрон. Твёрдая частица настолько мала, что её нельзя увидеть, и по размеру она примерно сопоставима с бактерией. Твёрдые частицы достаточно малы, чтобы проникать глубоко в лёгкие, и организм фактически беззащитен перед ними, потому что эта частица избегает естественных защитных систем организма.
Более крупные частицы остаются в носу, горле и крупных дыхательных путях.
Частицы PM2,5 попадают в альвеолы, где вызывают локальное воспаление и окислительный стресс. Эти твёрдые частицы — не просто инертная пыль, они могут переносить металлы, органические соединения и другие побочные продукты сгорания, доставляя их глубоко в лёгкие. Именно поэтому эти частицы больше всего связаны с проблемами здоровья дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Хорошая новость в том, что сегодня можно довольно легко приобрести устройства, измеряющие концентрацию мелких твёрдых частиц у вас дома, на улице и т. д. Продвинутые мобильные телефоны оснащены приложением, показывающим загрязнение воздуха. Можно приобрести датчики, подключаемые к мобильным телефонам.
Ультрамелкие частицы ещё меньше — мельче 0,1 микрона. Они ещё вреднее. Однако их толком нельзя измерить, поэтому нам не хватает таких же данных об этих частицах в комнатном воздухе. Поэтому мы обычно полагаемся на PM2,5 как на наиболее практичную точку отсчёта для оценки загрязнения воздуха и связанных с ним рисков.
Когда большинство людей слышат словосочетание «загрязнение воздуха», они думают только о том, что происходит снаружи, представляют смог или промышленные выбросы. Воздух в помещении и на улице взаимосвязаны. Не верю, что, закрыв окно на третьем этаже на улице Валдемара, чистота воздуха в квартире заметно улучшится. Воздух дома в значительной степени зависит от того, что происходит снаружи. Жители Латвии проводят 85% времени в помещениях, поэтому качество воздуха в помещениях имеет очень большое значение.
В городских районах движение транспорта обычно является одним из крупнейших источников загрязнения, и это особенно важно возле автомагистралей или дорог с интенсивным движением. В сельских районах, в свою очередь, наиболее значимыми загрязнителями воздуха являются сельскохозяйственная деятельность, сжигание древесины, лесные пожары, дым, пыль, загрязнители, перенесённые из других регионов.
Нахождение в помещении не защищает человека от плохого воздуха и загрязнения. Если вне помещений концентрация PM2,5 во время лесного пожара или пожара на складе высока, часть этого дыма легко проникнет внутрь, если только здание не хорошо герметизировано и не оснащено системой фильтрации.
Приготовление пищи — крупнейший источник загрязнения в помещениях, особенно при жарке на высокой температуре. Газовые плиты выделяют диоксид азота и другие побочные продукты сгорания. Даже приготовление пищи на электрической плите может создавать твёрдые частицы в процессе самой готовки. Интересно, что на воздух в помещении сильно влияют пристроенные гаражи или гаражи в подвальном этаже, потому что выхлопные газы автомобилей и пары топлива легко проникают в дом. Другие источники загрязнения воздуха в помещениях — свечи, ароматизаторы, камины, чистящие аэрозоли, освежители воздуха.
Воздух в помещении на самом деле представляет собой комбинацию внешнего загрязнения, проникающего внутрь, и загрязнения, создаваемого дома. Если думать о снижении кумулятивного воздействия, цель состоит в том, чтобы фильтровать внешние загрязняющие вещества, попадающие в помещение, одновременно уменьшая количество загрязнения, которое мы сами создаём дома.
Загрязнение воздуха измеряют, оценивая концентрацию различных конкретных загрязнителей в воздухе. Для твёрдых частиц её обычно указывают в микрограммах на кубический метр (μg/m3). Для газов единицами обычно являются части на миллиард (ppb) или части на миллион (ppm).
На уровне общественного здравоохранения эти измерения часто пересчитываются в индекс качества воздуха (AQI). Это упрощённый показатель, облегчающий интерпретацию качества воздуха; он колеблется от нуля до 500, и более низкий показатель лучше. Как только AQI превышает 100, вы попадаете в зону, которая начинает влиять на чувствительные группы населения; показатель выше 200 — нездоровый, выше 300 — очень нездоровый, а уже тогда и ещё выше — просто опасный для всех. Однако определить один конкретный показатель риска для конкретного человека невозможно. Гораздо важнее то, как долго человек подвергается воздействию загрязнения воздуха.
Всемирная организация здравоохранения утверждает, что загрязнение наружного воздуха глобально способствует примерно 4,2 миллионам преждевременных смертей в год, главным образом вызывая заболевания лёгких и сердечно-сосудистой системы — инфаркт, инсульт, гипертонию, аритмии, сердечную недостаточность. И ещё Всемирная организация здравоохранения указывает, что загрязнение воздуха приводит к неблагоприятным исходам беременности, влияет на развитие ребёнка и здоровье мозга ребёнка.
Именно мелкие частицы, которые доходят до самых дальних альвеол, вызывают воспаление и раздражение. Они нарушают самую важную функцию лёгких, а именно обмен CO2 и O2, причём нарушают чисто механически. Со временем эти частицы способствуют развитию хронических заболеваний дыхательных путей. Они становятся отправной точкой для обострений астмы, хронической обструктивной болезни лёгких и ухудшения функции лёгких.
Лёгкие — не изолированный орган.
Воспаление лёгких не остаётся только на стенке альвеолы. Оно распространяется в кровоток, влияет на эндотелий по всему кровообращению. Далее это воспаление играет очень важную роль в сердечно-сосудистых заболеваниях.
Загрязнение воздуха влияет на нервную систему, вызывает симпатическое состояние, что также повышает частоту сердечных сокращений, повышает артериальное давление, увеличивает риск аритмии. Влияние загрязнения воздуха нетрудно понять и в двух временных масштабах.
Острую проблему создают пики загрязнения, которые вызывают симптомы у человека, уже уязвимого, а именно у человека с ХОБЛ или астмой. Хроническое, лёгкой степени воспаление, кажется, есть у каждого жителя большого города; со временем, по мере накопления твёрдых частиц, болезнь становится проблемой.
Дети в городе более уязвимы, потому что их лёгкие ещё развиваются, и они обычно более активны на улице. Проблема не только в том, что они находятся снаружи, а в том, что, находясь снаружи, они дышат гораздо больше и интенсивнее.
Пожилые люди более уязвимы к загрязнению воздуха из-за меньшей выносливости. Как я уже упоминал ранее, третья группа, мало защищённая от загрязнения воздуха, — это беременные женщины.
В наши дни нелегко найти на земном шаре место, где не было бы загрязнения воздуха. Ещё до промышленной революции XIX века, начавшей урбанистическое загрязнение воздуха на планете, в атмосфере Земли были твёрдые частицы от пыли, лесных пожаров, пыльцы, вулканов и других природных источников.
Если я следую рекомендациям ВОЗ, то 99% людей на земном шаре сейчас живут в загрязнённом воздухе. Мне кажется, что Всемирная организация здравоохранения в этой области выбрала преувеличенные критерии. По другим критериям жизнь на этой планете не так уж плоха, но жители городов по всей планете страдают от загрязнённого воздуха больше, и следует думать, что это число превышает 90%. Это можно интерпретировать многими разными способами.
Острые события обычно более заметны, и под их влиянием люди чаще меняют своё поведение. Если небо оранжевое, в небо поднимается облако чёрного дыма и воздух пахнет дымом, большая часть людей убегает или остаётся в помещениях, закрывает окна и двери, носит маски. Значит, они предпринимают больше действий, чтобы уменьшить воздействие дыма.
Но если человек большую часть жизни проводит в центре города, где постоянно очень высокий уровень PM2,5, или годами готовит пищу в помещении с недостаточной вентиляцией, он накапливает значительную дозу твёрдых частиц, даже если ни один отдельный день не был особенно тревожным с точки зрения загрязнения.
Вернусь к вопросу — полезно ли каждому мониторить качество воздуха? Что касается качества воздуха в помещениях, потребительские мониторы могут быть полезны, особенно в отношении PM2,5. Правда, это не устройства, соответствующие нормативным требованиям, и не стоит слишком увлекаться точными цифрами. Имеет смысл измерять качество воздуха в здании, где вы достаточно долго находитесь, которое вы сами отапливаете. Довольно надёжное устройство в интернете стоит 200–300 евро, хотя произведено в какой-нибудь большой азиатской стране.
Время от времени измерять качество воздуха в комнате информативно, но делать это постоянно, скорее всего, бессмысленное занятие.
Больше смысла было бы в контроле источников загрязнения, что означает уменьшать те загрязнения, которые вы сами создаёте в помещениях. На кухне следовало бы обратить внимание на методы приготовления пищи при высокой температуре — именно они создают больше всего твёрдых частиц. Хорошо было бы ограничить наличие в комнате вещей, которые горят, распыляют или создают сильные запахи — свечей, каминов, газовых плит и тому подобных вещей.
Неплохо подумать о вентиляции. Если человек не умеет избегать загрязнителей в помещении, то вентиляция позволяет быстро вывести твёрдые частицы из комнаты. Включённая на кухне вытяжка позволяет мощно удалять твёрдые частицы из жилья. Важно, чтобы это устройство работало в режиме вытяжки — выводя воздух наружу, а не просто рециркулируя его по кухне. Неплохо было бы держать в чистоте фильтры микроволновой печи.
И ещё, не вдаваясь в технические детали, неплохо было бы установить дома фильтры, улавливающие те загрязнители воздуха, которые остаются в комнатном воздухе. Это покупка с очень высокой отдачей от вложений, особенно если есть одна конкретная комната, где вы проводите много времени. Кажется, хорошим вложением фильтры были бы и для домашнего спортзала, гаража.
В завершение статьи обращусь к глобальным проблемам, влияющим на качество воздуха в Латвии. Глобально и регионально на него влияют масштабные природные и антропогенные процессы, однако доля этих источников и реальное влияние на наше повседневное дыхание резко различаются.
Облака пыли из пустыни Сахара время от времени достигают Латвии, обычно вместе с юго-западными воздушными массами из северной Африки. В воздухе Сахары присутствуют несколько более грубые пылевые частицы (крупнее PM2,5, возможно даже PM10). Физически сахарская пыль проявляется как желтоватый или сероватый оттенок неба, слой пыли на автомобилях или садовой мебели.
В Латвии обычно это кратковременный эпизод, который длится несколько дней. Показатели на станциях контроля качества воздуха могут резко подскакивать, но в Латвии это не достигает катастрофического уровня — в основном это создаёт эстетический дискомфорт и кратковременное раздражение у людей с чувствительными дыхательными путями.
Гораздо большую проблему для качества воздуха как в Латвии, так и в мире создают пожары в Сибири и Канаде. Это уже континентальный дымовой фон. Огромные пожары тайги или тундры в Сибири или Северной Америке, вызванные изменением климата, способны восходящими атмосферными потоками, достигающими стратосферы и верхних слоёв тропосферы, поднимать в воздух тысячи тонн твёрдых частиц. Этот дым чаще всего проходит очень высоко над землёй, создавая визуальный эффект — закаты становятся более красноватыми, а небо может казаться слегка дымчатым (на самом деле каждое лето определённую дымку создают крупные лесные пожары).
Иногда массы дыма опускаются в более низкие слои. Я думаю, что огромного влияния на качество воздуха в Латвии этот дым не оказывает, потому что к тому моменту, когда дым достигает Латвии, большая часть тяжёлых и токсичных частиц уже осела или рассеялась. Они могут повышать уровень мелких частиц, но разрушительно на качество повседневного вдыхаемого воздуха в Латвии влияют только те случаи, когда ветер приносит дым из более близких регионов России (в европейской части России крупные лесные пожары были в 2022–2023 годах).
Самый большой ущерб качеству воздуха в Европе наносит война, развязанная Россией в Украине, и сейчас обе воюющие стороны пытаются уничтожить производство топлива и его запасы у противника. Горящие в результате боевых действий или аварий нефтебазы и промышленные объекты выделяют огромное количество опасных химических соединений — сажу, диоксид серы, оксиды азота и полициклические ароматические углеводороды. Влияние этих источников очень зависит от направления ветра и расстояния.
Если крупный пожар происходит на востоке Украины или на юге европейской части России, до Латвии эти выбросы доходят в разбавленном виде, потому что атмосфера рассеивает их на протяжении сотен километров пути.
Однако если ветер дует с востока или юго-востока, а также если пожар находится сравнительно ближе (например, в западных регионах России или Украины), воздушные массы с повышенным фоном загрязнения могут достигать и Балтии.
Прямая угроза и острое загрязнение воздуха от таких объектов обычно затрагивают само место события и ближайшие окрестности (в радиусе от десятков до ста километров). Для Латвии эти события чаще всего оставляют минимальное влияние, за исключением случаев, когда складываются уникальные застойные метеорологические ситуации — когда антициклон буквально запирает и приносит воздушные массы с востока.
Повторю давно известные истины. Несмотря на впечатляющие кадры в новостях о сахарской пыли или гигантских пожарах в Сибири, это внешние, кратковременные, но периодические факторы. В повседневности качество воздуха в Латвии больше всего определяют местные и региональные факторы. Главный источник загрязнения воздуха в городах, особенно в Риге, — выхлопные газы автотранспорта и дорожная пыль. Конечно, определённый вклад вносят двигатели судов, поездов и самолётов.
Воздух в помещениях и также в городах загрязняет бытовое отопление, особенно в осенне-зимний сезон, когда сжигаются дрова, уголь или, к сожалению, также неподходящие материалы, например пластик, в районах частных домов.
Я не уверен, но кажется, что такие промышленно развитые страны, как Германия и Польша, присылают нам больше загрязнения, чем горение сибирских лесов. Из стран Балтии крупнейшим загрязнителем воздуха, кажется, является нефтеперерабатывающий завод в Мажейкяе, который находится у самой границы Латвии.
