Проблем загађења ваздуха стално расте од почетка индустријске револуције пре 300 година. Четири главна фактора су погоршала загађење ваздуха: растућа индустријализација; повећање саобраћаја; брз економски развој; и виши нивои потрошње енергије. Доступне информације показују да се смернице СЗО за главне загађиваче ваздуха редовно прекорачују у многим већим урбаним центрима. Иако је у последње две деценије постигнут напредак у контроли проблема загађења ваздуха у многим индустријализованим земљама, квалитет ваздуха – посебно у већим градовима у свету у развоју – се погоршава. Највећу забринутост изазивају штетни утицаји загађивача амбијенталног ваздуха на здравље у многим урбаним областима, где су нивои довољно високи да допринесу повећању морталитета и морбидитета, дефицита плућне функције и кардиоваскуларних и неуробихејвиоралних ефеката (Ромиеу, Веизенфелд и Финкелман 1990; ВХО/УНЕП 1992). Загађење ваздуха у затвореном простору услед домаћих производа сагоревања је такође велики проблем у земљама у развоју (СЗО 1992б), али није део овог прегледа, који разматра само изворе, дисперзију и здравствене ефекте спољашњег загађења ваздуха, и укључује студију случаја ситуације у Мексику.
Извор загађивача ваздуха
Најчешћи загађивачи ваздуха у урбаним срединама су сумпор-диоксид (СО2), суспендоване честице (СПМ), оксиди азота (НО и НО2, заједничким називом НЕX), озон (О3), угљен моноксид (ЦО) и олово (Пб). Сагоревање фосилних горива у стационарним изворима доводи до производње СО2, НЕX и честице, укључујући сулфатне и нитратне аеросоле настале у атмосфери након конверзије гаса у честице. Моторна возила на бензин су главни извори НОX, ЦО и Пб, док мотори на дизел гориво емитују значајне количине честица, СО2 и безX. Озон, фотохемијски оксидант и главни састојак фотохемијског смога, не емитује се директно из извора сагоревања, већ се формира у доњој атмосфери од НОX и испарљива органска једињења (ВОЦ) у присуству сунчеве светлости (УНЕП 1991б). Табела 1 представља главне изворе загађивача спољашњег ваздуха.
Табела 1. Главни извори загађивача спољашњег ваздуха
Извори загађивача
Оксиди сумпора Сагоревање угља и нафте, топионице
Суспендоване честице Производи сагоревања (гориво, биомаса), дувански дим
Оксиди азота Сагоревање горива и гаса
Угљенмоноксид Непотпуно сагоревање бензина и гаса
Озон Фотохемијска реакција
Оловно сагоревање бензина, сагоревање угља, производња батерија, каблова, лемљења, боје
Органске материје Петрохемијски растварачи, испаравање несагорелих горива
Извор: Преузето из УНЕП 1991б.
Дисперзија и транспорт загађивача ваздуха
Два главна утицаја на дисперзију и транспорт емисија загађивача ваздуха су метеорологија (укључујући ефекте микроклиме као што су „топлотна острва“) и топографија у односу на дистрибуцију становништва. Многи градови су окружени брдима која могу деловати као препрека низ ветар, задржавајући загађење. Термичке инверзије доприносе проблему честица у умереним и хладним климама. У нормалним условима дисперзије, врући гасови загађивача расту како долазе у контакт са хладнијим ваздушним масама са повећањем надморске висине. Међутим, под одређеним околностима температура се може повећати са надморском висином и формира се инверзиони слој који задржава загађиваче у близини извора емисије и одлаже њихову дифузију. Пренос загађења ваздуха на велике удаљености из великих урбаних подручја може имати националне и регионалне утицаје. Оксиди азота и сумпора могу допринети таложењу киселине на великим удаљеностима од извора емисије. Концентрације озона су често повишене низ ветар од урбаних подручја због временског кашњења укљученог у фотохемијске процесе (УНЕП 1991б).
Здравствени ефекти загађивача ваздуха
Загађивачи и њихови деривати могу изазвати штетне ефекте интеракцијом са молекулима који су кључни за биохемијске или физиолошке процесе у људском телу и нарушавајући их. Три фактора утичу на ризик од токсичних повреда у вези са овим супстанцама: њихова хемијска и физичка својства, доза материјала која доспева до критичних места ткива и реаговање ових места на супстанцу. Штетни утицаји загађивача ваздуха на здравље могу такође варирати међу групама становништва; посебно, млади и старији могу бити посебно подложни штетним ефектима. Особе са астмом или другим већ постојећим респираторним или срчаним обољењима могу имати погоршане симптоме након излагања (СЗО 1987).
Сумпор диоксид и честице
Током прве половине двадесетог века, епизоде изразите стагнације ваздуха довеле су до вишка смртности у областима где је сагоревање фосилних горива производило веома високе нивое СО2 и СМП. Студије дугорочних ефеката на здравље су такође повезале средње годишње концентрације СО2 и СМП на морталитет и морбидитет. Недавне епидемиолошке студије сугеришу нежељени ефекат нивоа честица које се могу удахнути (ПМ10) при релативно ниским концентрацијама (не прелазе стандардне смернице) и показали су однос доза-одговор између изложености ПМ10 и респираторни морталитет и морбидитет (Доцкери и Попе 1994; Попе, Батес анд Разиенне 1995; Басцом ет ал. 1996) као што је приказано у табели 2.
Табела 2. Резиме односа краткорочне изложености и одговора ПМ10 са различитим показатељима здравствених ефеката
|
Здравствени ефекат |
% промена за сваких 10 μг/м3 |
|
|
Значити |
Домет |
|
|
морталитет |
||
|
укупан |
1.0 |
0.5-1.5 |
|
Кардио-васкуларни |
1.4 |
0.8-1.8 |
|
Респиратори |
3.4 |
1.5-3.7 |
|
Морбидитет |
||
|
Пријем у болницу због респираторног стања |
1.1 |
0.8-3.4 |
|
Хитне посете за респираторна стања |
1.0 |
0.5-4 |
|
Погоршања симптома код астматичара |
3.0 |
1.1-11.5 |
|
Промене у вршном експираторном току |
0.08 |
0.04-0.25 |
Азотни оксиди
Неке епидемиолошке студије су пријавиле штетне ефекте НО на здравље2 укључујући повећану инциденцу и тежину респираторних инфекција и повећање респираторних симптома, посебно уз дуготрајну изложеност. Описано је и погоршање клиничког статуса особа са астмом, хроничном опструктивном болешћу плућа и другим хроничним респираторним стањима. Међутим, у другим студијама, истраживачи нису приметили штетне ефекте НО2 на респираторне функције (ВХО/ЕЦОТОКС 1992; Басцом ет ал. 1996).
Фотохемијски оксиданти и озон
Здравствени ефекти излагања фотохемијским оксидантима не могу се приписати само оксидантима, јер се фотохемијски смог обично састоји од О3, НЕ2, киселина и сулфата и други реактивни агенси. Ови загађивачи могу имати адитивне или синергистичке ефекте на људско здравље, али О3 чини се биолошки најактивнијим. Здравствени ефекти изложености озону укључују смањену функцију плућа (укључујући повећан отпор дисајних путева, смањен проток ваздуха, смањен волумен плућа) због сужења дисајних путева, респираторних симптома (кашаљ, пискање, отежано дисање, болови у грудима), иритације очију, носа и грла, и ометање активности (као што су атлетске перформансе) због мање доступности кисеоника (ВХО/ЕЦОТОКС 1992). Табела 3 сумира главне акутне здравствене ефекте озона (СЗО 1990а, 1995). Епидемиолошке студије су сугерисале однос доза-одговор између изложености растућем нивоу озона и озбиљности респираторних симптома и смањења респираторних функција (Басцом ет ал. 1996).
Табела 3. Здравствени исходи повезани са променама вршне дневне концентрације озона у амбијенту у епидемиолошким студијама
|
Здравствени исход |
Промене у |
Промене у |
|
Погоршања симптома код здраве деце |
||
|
КСНУМКС% повећање |
200 |
100 |
|
КСНУМКС% повећање |
400 |
200 |
|
КСНУМКС% повећање |
800 |
300 |
|
Пријем у болницу због респираторних органа |
||
|
5% |
30 |
25 |
|
100% |
60 |
50 |
|
100% |
120 |
100 |
a С обзиром на висок степен корелације између 1-х и 8-х О3 концентрације у теренским студијама, побољшање здравственог ризика повезаног са смањењем 1- или 8-х О3 нивои би требало да буду скоро идентични.
Извор: СЗО 1995.
Угљен моноксид
Главни ефекат ЦО је смањење транспорта кисеоника до ткива кроз формирање карбоксихемоглобина (ЦОХб). Са повећањем нивоа ЦОХб у крви, могу се уочити следећи здравствени ефекти: кардиоваскуларни ефекти код испитаника са претходном ангином пекторис (3 до 5%); оштећење задатака будности (>5%); главобоља и вртоглавица (≥10%); фибринолиза и смрт (СЗО 1987).
Довести
Изложеност олову углавном утиче на биосинтезу хема, али такође може деловати на нервни систем и друге системе као што је кардиоваскуларни систем (крвни притисак). Дојенчад и мала деца млађа од пет година посебно су осетљива на излагање олову због његовог утицаја на неуролошки развој при нивоима олова у крви близу 10 μг/дл (ЦДЦ 1991).
Неколико епидемиолошких студија је истраживало утицај загађења ваздуха, посебно изложености озону, на здравље становништва Мексико Ситија. Еколошке студије су показале повећање морталитета у односу на излагање финим честицама (Борја-Арбурто ет ал. 1995) и повећање хитних посета за астму код деце (Ромиеу ет ал. 1994). Студије о штетном утицају изложености озону спроведене међу здравом децом показале су повећање изостајања из школе због респираторних болести (Ромиеу ет ал. 1992), и смањење плућне функције након акутног и субакутног излагања (Цастиллејос ет ал. 1992, 1995). Студије спроведене међу астматичном децом показале су повећање респираторних симптома и смањење вршне брзине издисаја након излагања озону (Ромиеу ет ал. 1994) и нивоима финих честица (Ромиеу ет ал. у штампи). Иако се чини јасним да је акутна изложеност озону и честицама повезана са штетним ефектима на здравље становништва Мексико Ситија, постоји потреба да се процени хронични ефекат таквог излагања, посебно имајући у виду високе нивое фотооксиданата уочених у Мексико Сити и неефикасност контролних мера.
Студија случаја: Загађење ваздуха у Мексико Ситију
Метрополитанско подручје Мексико Ситија (МАМЦ) налази се у мексичком басену на средњој надморској висини од 2,240 метара. Слив се простире на 2,500 квадратних километара и окружен је планинама, од којих су две високе преко 5,000 метара. Укупна популација је процењена на 17 милиона 1990. године. Због посебних географских карактеристика и слабих ветрова, вентилација је лоша са великом учесталошћу термичких инверзија, посебно током зиме. Више од 30,000 индустрија у МАМЦ-у и три милиона моторних возила која свакодневно прометују одговорни су за 44% укупне потрошње енергије. Од 1986. године прати се загађење ваздуха, укључујући и СО2, НЕx, ГУГУТАЊЕ3, честице и неметански угљоводоник (ХЦНМ). Главни проблеми загађивача ваздуха су повезани са озоном, посебно у југозападном делу града (Ромиеу ет ал. 1991). Године 1992. мексичка норма за озон (110 ппб једносатног максимума) је премашена у југозападном делу више од 1,000 сати и достигла је максимум од 400 ппб. Нивои честица су високи у североисточном делу града, у близини индустријског парка. Године 1992, годишњи просек честица које се могу удахнути (ПМ10) износио је 140 μг/м3. Од 1990. године, влада је предузела важне контролне мере како би смањила загађење ваздуха, укључујући програм који забрањује употребу аутомобила једног дана у недељи у зависности од броја регистарских таблица који им престаје, затварање једне од најзагађујућих рафинерија у Мексико Ситију , и увођење безоловног горива. Ове мере су довеле до смањења разних загађивача ваздуха, углавном СО2, честице, НЕ2, ЦО и олово. Међутим, ниво озона остаје велики проблем (види слику 1, слику 2 и слику 3).
Слика 1. Ниво озона у две зоне Мексико Ситија. Једносатни дневни максимум по месецу, 1994
Слика 2. Честице (ПМ10) у две зоне Мексико Ситија, 1988-1993
Слика 3. Нивои олова у ваздуху у две зоне Мексико Ситија, 1988-1994
