Когда мы думаем о загрязнении воздуха, мы обычно представляем себе дым, вырывающийся из дымовых труб, и неприглядную коричневую дымку, которая нависает над многими городами мира, от Лос-Анджелеса до Пекина.
Но в последние годы ученые обнаруживают все больше доказательств риска для здоровья от части загрязнения воздуха, которую мы не видим и которая еще не регулируется федеральными стандартами качества воздуха. В дополнение к видимым выбросам сжигание ископаемого топлива и другие виды сжигания создают огромное количество ультратонких частиц - где-то около одной тысячной ширины человеческого волоса, - которые мы вдыхаем, даже не осознавая этого.
Много источников
Сверхмелкие частицы поступают из множества источников, по словам Барта Остро, бывшего руководителя отдела эпидемиологии загрязнения воздуха Калифорнийского агентства по охране окружающей среды, а в настоящее время исследователя Калифорнийского университета в Дэвисе. Они выбрасываются автомобилями, особенно работающими на дизельном топливе, а также небольшими бензиновыми двигателями, такими как газонокосилки и воздуходувки. Но другие виды горения - например, дрова, горящие листья, пассивный дым от сигарет - также производят сверхмелкие частицы. Как и приготовление мяса на плите на вашей кухне.
Тем не менее, определить степень нашего воздействия ультрадисперсных частиц непросто. По словам Остро, поскольку частицы такие маленькие и такие непостоянные - они быстро рассеиваются или коагулируют в более крупные частицы - это тип загрязнения, который особенно трудно измерить.
«Ультрадисперсные частицы имеют очень высокую концентрацию, например, вблизи дорог», - объясняет Остро. «Но если вы уходите на расстояние от 300 до 500 ярдов (от 274 до 457 метров), ультратонкие частицы падают почти до фонового уровня».
В последние годы, однако, ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе разработали сложные методы моделирования, которые объединяют данные зондирования со знаниями о том, как химические процессы и метеорологические условия влияют на частицы. Это позволило им предсказывать концентрации на несколько лет, что, в свою очередь, упрощает изучение влияния частиц на здоровье человека.
Остро был ведущим автором новаторского исследования, опубликованного 1 июня 2015 года, в котором такое моделирование сочеталось с данными о состоянии здоровья 100 000 женщин-учителей и администраторов среднего возраста, набранных из Государственной пенсионной системы для учителей, и была обнаружена связь между сверхтонких частиц и смерти от сердечных заболеваний. (Вот пресс-релиз, в котором резюмируются выводы.)
С тех пор это исследование, проведенное 26 апреля 2017 года, также выявило длительное воздействие ультрадисперсных частиц вокруг автомагистралей, связанное с сердечно-сосудистыми заболеваниями и гипертонией. А исследование, опубликованное в феврале 2018 года в журнале Environmental Pollution, предполагает, что простое перемещение автобусной остановки на расстояние от 131 до 154 футов (от 40 до 50 метров) от перекрестка может существенно снизить воздействие на транспортных пользователей высоких уровней ультрадисперсных загрязняющих веществ.
Может показаться странным, что что-то настолько маленькое может быть опасным. Но из-за своего размера ультрамелкие частицы легче проникают в легочную ткань и вызывают воспаление, как подробно описано в этом исследовании на животных 2003 года. Согласно этому исследованию, опубликованному 5 июля 2010 года исследователями Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, даже кратковременное воздействие сверхмелких частиц может усилить аллергическое воспаление, которое усугубляет течение астмы.
Но это не единственная проблема. Ультратонкие частицы настолько малы, что могут проникать через гематоэнцефалический барьер и всасываться в ткани мозга. Недавние исследования предполагают возможную связь между крошечными частицами и болезнью Альцгеймера и другими формами деменции, как подробно описано в этой статье журнала Science 2017 года. Ученые также обнаружили, что у мышей, подвергшихся воздействию ультратонких частиц в раннем возрасте, произошли изменения в мозге, которые напоминают изменения, наблюдаемые у людей с аутизмом и шизофренией, согласно этой статье 2014 года в журнале Environmental He alth Perspectives.
Нерегулируемая опасность
Несмотря на все это, федеральные стандарты загрязнения воздуха еще не устанавливают предельные значения для ультрадисперсных частиц. Как объясняет представитель Агентства по охране окружающей среды США в электронном письме: «Агентство по охране окружающей среды в настоящее время имеет Национальные стандарты качества окружающего воздуха (NAAQS) для мелких частиц (PM2,5) и для крупных частиц, которые достаточно малы, чтобы их можно было вдыхать в легкие ((например, PM10). Эти стандарты основаны на убедительных научных данных о том, что воздействие частиц окружающего воздуха в этих диапазонах размеров может вызывать вредные сердечно-сосудистые и респираторные эффекты. стандарт для ультрадисперсных частиц не был установлен в последнем обзоре NAAQS PM, завершенном в 2012 году. Это решение в обзоре 2012 года соответствовало рекомендации, предоставленной EPA Научно-консультативным комитетом по чистому воздуху (CASAC). «
Но Остро говорит, что есть некоторые меры, которые люди могут предпринять, чтобы защитить себя от сверхмелких частиц. Если у вас есть ранее существовавшие заболевания, такие как сердечно-сосудистые или респираторные заболевания, было бы неплохо, например, ограничить воздействие таких выбросов, как дизельные пары, автомобильные выхлопы и любой вид горящей биомассы. И даже если вы здоровы, вы, вероятно, тоже захотите избежать такого воздействия.
" Если вы видите людей, бегущих по главной дороге, это, вероятно, не очень хорошая идея", - предостерегает Остро.
Интересно
В исследовании, опубликованном в журнале Science 26 января 2018 года, исследователи обнаружили, что некоторые ультратонкие частицы размером менее 50 нанометров способны усиливать бури.