Примерное время чтения 11 мин.
Над городскими территориями ежедневно существует невидимая угроза, проникающая глубоко в легкие и кровь и подрывающая здоровье населения. Данную угрозу представляют мелкодисперсные частицы PM2.5 — аэрозольные частицы диаметром менее 2,5 микрометров (от 0,001 до 2,5 микрометра).
Их отличительная особенность заключается в исключительно малом размере, который в 30 раз меньше толщины человеческого волоса (его толщина 40-120 мкм). Эта микроскопическая природа позволяет частицам не просто задерживаться в верхних дыхательных путях, но беспрепятственно проникать в глубокие отделы легких — альвеолы. Из альвеол, минуя легочный барьер, PM2.5 напрямую попадают в кровоток. Далее эти частицы способны преодолевать даже гематоэнцефалический барьер, достигая мозга.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 90% населения планеты дышит воздухом, уровень загрязнения которого превышает безопасные нормы. Это приводит к тому, что PM2.5 являются одним из главных факторов, способствующих ежегодному наступлению 7 миллионов преждевременных смертей по всему миру, что составляет каждую девятую смерть. Только в США, по данным The New England Journal of Medicine, из-за воздействия PM2.5 ежегодно умирает до 30 тысяч человек.
Масштаб проблемы становится еще более очевидным при анализе конкретных исследований. Международная исследовательская группа под руководством Института химии имени Макса Планка (Германия), с участием ученых из Китая, США и Австралии, проанализировала данные 68 исследований за 2019 год, охватив почти 25 миллионов человек в 22 странах. Результаты, опубликованные в журнале One Earth, показывают: почти треть случаев астмы в мире в 2019 году — это 63,5 миллиона уже существующих случаев и 11,4 миллиона новых — связана с длительным воздействием PM2.5.
Источники этих невидимых врагов разнообразны и повсеместны. К мелкодисперсным частицам (PM) относятся все твердые частицы, находящиеся в воздухе, включая пыль, грязь, сажу, дым и капли жидкости.
Выбросы от транспортных средств играют ключевую роль. Например, в Великобритании исследования показывают, что до 80% твердых частиц в Лондоне поступают от дорожного транспорта. Это включает не только выхлопные газы, но и частицы от износа тормозных колодок, шин и дорожного покрытия. Примечательно, что выбросы от износа шин и тормозов могут быть в тысячу раз выше, чем выхлопные газы от новых автомобилей, что подчеркивает сложность проблемы даже при переходе на электротранспорт.
Мощным источником выступает промышленность: металлургические заводы, тепловые электростанции, предприятия по производству цемента и химические производства, выбрасывающие как непосредственно частицы, так и газообразные вещества, которые впоследствии образуют вторичные PM2.5. Существенный вклад вносят сжигание твердого топлива для бытового отопления (угля, дров), сельскохозяйственных отходов и мусора, строительные работы и пыль с дорог.
Также значительную долю PM2.5 образуют процессы приготовления пищи в домохозяйствах, особенно при использовании газовых плит, а также курение и использование свечей. Природные явления, такие как лесные и торфяные пожары, а также пыльные бури, значительно увеличивают концентрацию PM2.5, привнося в атмосферу частицы почвы и органических соединений. Все эти факторы создают сложную смесь, окутывающую городские территории невидимым или порой очень заметным смогом.
Воздействие PM2.5 на здоровье человека многогранно и разрушительно, оно проявляется на клеточном и молекулярном уровнях через механизмы окислительного стресса и системного воспаления. Частицы могут повреждать ДНК клеток, что способствует развитию онкологических заболеваний. Наряду с хроническими заболеваниями, такими как астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), ишемическая болезнь сердца, инфаркты, инсульты, гипертония и рак легких, частицы PM2.5 вызывают и острые реакции: раздражение глаз, насморк, кашель, боли в горле, головные боли и общую усталость.
Длительное вдыхание воздуха, загрязнённого PM2.5, увеличивает риск возникновения астмы как у детей, так и у взрослых, но, как показывают исследования, риск астмы, связанный с PM2.5, у детей намного выше, чем у взрослых. Вдыхание этих частиц способствует развитию атеросклероза, увеличивает риск тромбообразования и является фактором риска для сахарного диабета 2 типа. Исследования ученых последних лет указывают на возможное влияние PM2.5 на нервную систему, способствуя развитию нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.
Особую опасность представляют частицы PM2.5, образующиеся внутри помещений. Как показывают исследования, концентрация PM2.5 в помещениях может быть в 2-5 раз выше, чем на улице, что способствует возникновению так называемого «синдрома больного здания» и усугубляет риски для здоровья, в, казалось бы, безопасной домашней обстановке. ВОЗ устанавливает строгие рекомендации по качеству воздуха: среднегодовая концентрация PM2.5 не должна превышать 5 мкг/м³, а среднесуточная — 15 мкг/м³, подчеркивая, что безопасного уровня воздействия PM2.5 не существует.
Международный опыт демонстрирует, что с этой проблемой можно и нужно бороться, и масштабные меры приносят реальные результаты.
Ярким примером является Пекин, который ещё десятилетие назад ассоциировался с экстремальным смогом, где пиковые значения PM2.5 могли достигать сотни микрограммов на кубический метр. Благодаря целенаправленным и жестким мерам, включавшим закрытие угольных электростанций, масштабную модернизацию промышленности, ограничение движения автомобилей и массовое развитие общественного транспорта, город добился впечатляющих результатов. По данным Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), с 2013 по 2017 год среднегодовая концентрация PM2.5 в Пекине сократилась на 35%, а число дней с «хорошим качеством воздуха» значительно возросло.
Другой пример — Лондон, где внедрение Зоны сверхнизких выбросов (ULEZ) привело, по оценкам мэрии, к сокращению выбросов диоксида азота и твердых частиц до 30% в пределах этой зоны, что напрямую сказалось на улучшении качества воздуха и здоровья горожан. Эти меры часто сопровождаются развитием систем мониторинга, позволяющих в режиме реального времени отслеживать уровень загрязнения и оповещать население.
Следует отметить, что, по данным упомянутого исследования, большинство работ о влиянии PM2.5 на здоровье до сих пор проводились в Северной Америке и Западной Европе, в то время как население стран с низким и средним уровнем дохода обычно подвергается воздействию более высоких концентраций загрязнения воздуха, и исследования в этих регионах пока ограничены. Это подчеркивает необходимость расширения географии научных изысканий.
Однако, несмотря на примеры успеха, проблема PM2.5 остаётся острой во многих регионах мира, особенно там, где индустриализация сочетается с неблагоприятными географическими и климатическими условиями.
В Российской Федерации проблема мелкодисперсных частиц также стоит крайне остро. По данным Росгидромета, в 2022 году PM2.5 и PM10 входили в число загрязнителей, по которым фиксировалось наибольшее число случаев высокого и экстремально высокого загрязнения атмосферы в городах. Федеральный проект «Чистый воздух» в рамках национального проекта «Экология» нацелен на кардинальное изменение ситуации. Он охватывает 41 крупный промышленный город, включая Норильск, Челябинск, Магнитогорск, Омск, Нижний Тагил, Новокузнецк и другие. К 2030 году поставлена задача сократить совокупные выбросы загрязняющих веществ не менее чем на 50% от уровня 2017 года. Эти цели достигаются за счет реализации комплексных планов: модернизации промышленных предприятий с внедрением наилучших доступных технологий (НДТ), перевода частного сектора на более экологичные виды топлива, развития общественного электротранспорта.
Стоит отметить, что точное измерение концентрации PM2.5 является краеугольным камнем в борьбе с загрязнением. Для этого используются различные методы: от традиционного гравиметрического метода, который предполагает взвешивание частиц, собранных на фильтре, до более современных оптических счетчиков и лазерных датчиков, способных в режиме реального времени определять количество и размер частиц, основываясь на рассеивании света.
Как отмечает Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП), важно различать так называемые эталонные станции мониторинга, которые являются дорогостоящими и обеспечивают максимально точные данные, и недорогие датчики, которые могут быть установлены более широко, в том числе самими гражданами. Несмотря на то, что последние могут иметь меньшую точность, их повсеместное распространение позволяет получать гораздо более детальную картину загрязнения в конкретных микрорайонах и даже на уровне улиц, а также способствует повышению осведомленности населения. Эти технологии позволяют получать оперативную информацию, необходимую для принятия решений и информирования населения.
Несмотря на предпринимаемые меры, борьба с PM2.5 требует постоянных и комплексных усилий. Недостаточный охват территорий системами мониторинга, потребность в более строгом контроле за промышленными выбросами и индивидуальными источниками отопления, а также развитие «зеленых» технологий и инфраструктуры — всё это ключевые направления для дальнейшей работы. Кроме того, возрастает значение индивидуальных мер защиты: использование высокоэффективных респираторов (масок) в дни с высоким загрязнением, применение бытовых воздухоочистителей с HEPA-фильтрами, ограничение пребывания на улице в неблагоприятные периоды и отказ от сжигания мусора и отходов.
Москва
