Jak informuje Światowa Organizacja Zdrowia, ekspozycja na zanieczyszczenia prowadzi każdego roku do milionów przedwczesnych zgonów i znacznego skrócenia lat życia w zdrowiu oraz przyczynia się do poważnych strat ekonomicznych. Niewłaściwej jakości powietrze uznawane jest za jedno z największych zagrożeń środowiskowych dla zdrowia człowieka. Tymczasem to, jakim powietrzem oddychamy, bardzo często zależy od bieżącego stanu pogody.
AUTORZY:
Grzegorz Kaliński, IMGW-PIB/Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju, Zespół Prognoz Specjalistycznych
Jakub Szmyd, IMGW-PIB/Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju, Zespół Prognoz Specjalistycznych
Według WHO zanieczyszczone powietrze to takie, którego skład chemiczny może negatywnie oddziaływać na człowieka, rośliny, zwierzęta, a także wodę i glebę. Do zmian składu dochodzi w wyniku zjawisk naturalnych (np. unoszenia pyłu z powierzchni ziemi, wybuchów wulkanów, pożarów, czy rozbryzgów wody morskiej) bądź w następstwie działalności człowieka (np. spalania odpadów) – wówczas mówimy o zanieczyszczeniu sztucznym, pyłowym lub gazowym, którego głównym źródłem jest rolnictwo, przemysł i transport. Bez względu na to, czy zanieczyszczenie powietrza ma charakter liniowy (np. z autostrad), punktowy (np. fabryki) bądź powierzchniowy (np. składowiska odpadów), może rozprzestrzeniać się na duże obszary. Dlatego uznaje się je za zagrożenie transgraniczne, oddziałujące na ludzi i środowisko nawet w znacznej odległości od miejsca emisji. Najpowszechniejsze zanieczyszczenia powietrza to pyły zawieszone (PM, ang. particulate matter) o frakcji do 10 mikrometrów (PM10) i 2,5 mikrometrów (PM2,5), tlenki azotu, dwutlenek siarki, ozon troposferyczny, dwutlenek siarki, tlenek węgla, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (w tym benzo-alfa-piren i benzen) i metale ciężkie.
Normy – kiedy jest już źle?
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) od 1987 roku regularnie publikuje wytyczne dotyczące jakości powietrza, a te ogłoszone w roku 2006 stały się punktem odniesienia dla rządów i społeczeństwa obywatelskiego w walce z zanieczyszczeniem atmosfery. Zawarto w nich najbardziej aktualną wiedzę na temat wpływu pyłu zawieszonego, ozonu oraz dwutlenków azotu i siarki na organizm człowieka, a także określono zalecane poziomy stężenia zanieczyszczeń. Badania naukowe prowadzone w kolejnych latach wymusiły konieczność aktualizacji wytycznych. W dokumencie z 2021 roku WHO obniżyła rekomendowane dopuszczalne stężenia szkodliwych substancji. Zalecenia Światowej Organizacji Zdrowia mają na celu poprawę jakości powietrza i zminimalizowanie negatywnych skutków zdrowotnych, społecznych i ekonomicznych, spowodowanych ekspozycją na zanieczyszczone powietrze. Efektem ma być polepszenie jakości życia społeczeństwa poprzez ograniczenie zachorowalności na choroby niezakaźne i zmniejszenie liczby przedwczesnych zgonów.
W Polsce ocena jakości powietrza jest prowadzona wg kryteriów określonych w dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 roku w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy oraz dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady 2004/107/WE z dnia 15 grudnia 2004 roku. Jeszcze do października 2019 roku dopuszczalne stężenia zanieczyszczeń w powietrzu w naszym kraju były jednymi z najwyższych na kontynencie, następnie zostały znacząco obniżone, jednak nadal są łagodniejsze od norm zaproponowanych przez WHO.
Poziom zanieczyszczenia powietrza w Polsce jest dużym problemem, zwłaszcza na południu kraju, w regionach gęsto zaludnionych. Oznacza to, że znaczna część społeczeństwa oddycha powietrzem złej jakości. Wiele miejscowości położonych na południu kraju znajduje się w czołówkach zestawień liczby dni ze smogiem i najwyższym stężeniem pyłu zawieszonego oraz rakotwórczego benzo-alfa-pirenu.
Pogoda a zanieczyszczenie
Pogoda ma duży wpływ na zanieczyszczenie powietrza. Wietrzna oraz deszczowa aura sprzyja obniżeniu stężenia szkodliwych substancji. Wiatr rozwiewa zanieczyszczenia, co skutkuje ich rozrzedzeniem w powietrzu, z kolei w czasie deszczu zwiększa się tzw. mokra depozycja – zanieczyszczenia są wymywane z atmosfery, a następnie osadzają się na powierzchni ziemi. Natomiast pogoda mroźna, wyżowa i bezwietrzna może wpływać na pogorszenie jakości powietrza w przyziemnej warstwie atmosfery. W chłodniej połowie roku, wraz ze spadkiem temperatury, zwiększa się zapotrzebowanie na energię cieplną, niezbędną do ogrzewania mieszkań. W Polsce nadal pochodzi ona w większości z nośników energii (np. węgiel, pellet, drewno, ekogroszek), których spalanie powoduje uwalnianie spalin. Niska emisja, w połączeniu z ciszą atmosferyczną (brak przewiewania), a często także z inwersją termiczną i osiadaniem powietrza (brak wynoszenia zanieczyszczeń do góry), powodują nadmierną kumulację zanieczyszczeń w przyziemnej warstwie atmosfery[1]. W czasie tzw. zgniłego wyżu (brak konwekcji, słaby wiatr, duże lub całkowite zachmurzenie przez chmury warstwowe, liczne mgły i zamglenia, duża wilgotność powietrza) często dochodzi do powstania smogu. Zanieczyszczenie tego typu nazywa się smogiem typu londyńskiego[2], smogiem kwaśnym lub czarnym. Składa się on w dużej mierze z pyłu zawieszonego różnej frakcji, benzo-alfa-pirenu, tlenków siarki i tlenków azotu.
W ciepłej połowie roku może występować drugi rodzaj smogu, typu Los Angeles, zwany też smogiem utleniającym lub białym. Jego poprawne określenie to fotochemiczne zanieczyszczenie atmosfery. Smog typu Los Angeles powstaje w suche, słoneczne, bezwietrzne dni z wysoką temperaturą powietrza (25-35°C), przy dużym stężeniu spalin samochodowych. Na skutek oddziaływania promieniowania UV na prekursory ozonu (węglowodory i tlenki azotu) zawarte w spalinach, tworzy się ozon troposferyczny, który jest toksyczny dla ludzi i wchodzi w skład fotochemicznego zanieczyszczenia atmosfery.
Skutki zdrowotne
Jak podaje Europejska Agencja Środowiska, w 2020 roku z powodu złej jakości powietrza doszło do 238 tys. przedwczesnych zgonów, a 96 proc. osób zamieszkałych w miastach Unii Europejskiej oddychało powietrzem niespełniającym norm WHO. Do grupy szczególnie wrażliwych zalicza się osoby starsze, przewlekle chore (zwłaszcza na choroby układu krążeniowego i oddechowego), dzieci i kobiety w ciąży. Niebezpieczne dla zdrowia mogą być zarówno krótkookresowe epizody z dużym zanieczyszczeniem (np. wielki smog londyński w 1952 r., na skutek którego zmarło ok. 12 tys. osób), jak i długotrwała ekspozycja na podwyższone stężenia zanieczyszczeń.
W zależności od wielkości cząstek zanieczyszczenia, poszczególne związki w różny sposób oddziałują na ludzki organizm. Pył, którego średnica nie przekracza 10 mikrometrów, dostaje się wraz z wdychanym powietrzem do górnych dróg oddechowych, natomiast tlenki siarki i ozon docierają jeszcze dalej – aż do dolnych dróg oddechowych. Pył o najmniejszej frakcji (np. PM1, tzw. respirabilny) jest najgroźniejszy, ponieważ wykazuje największe właściwości penetracyjne, odkłada się w ludzkim organizmie i najłatwiej wchodzi w reakcje, wykazując działanie mutagenne. Dostaje się do pęcherzyków płucnych, a następnie wraz z krwią do narządów wewnętrznych. Pył tej frakcji może przenikać także barierę łożyskowo-naczyniową, dlatego jest niebezpieczny również dla płodu. Szkodliwość pyłu zawieszonego zależy od jego składu – jest on tym bardziej niebezpieczny dla zdrowia, im bardziej reaktywne cząsteczki go tworzą.
Tlenki i dwutlenek azotu niekorzystnie wpływają na układy oddechowy i sercowo-naczyniowy. Krótkookresowa ekspozycja na NO2 może powodować stany zapalne dróg oddechowych, wywoływać pobudzenie, niepokój i bezsenność, a u osób chorych zaostrzać objawy astmy i zwiększać ich częstość. Jeśli oddychamy przez godzinę powietrzem silnie zanieczyszczonym dwutlenkiem azotu, zwiększamy ryzyko nabawienia się zapalenia płuc i oskrzeli. Z kolei osoby wystawione na długotrwałą ekspozycję narażone są na choroby układu oddechowego i rośnie u nich prawdopodobieństwo udaru mózgu albo zawału serca.
Unoszący się w powietrzu dwutlenek siarki reaguje z zawartą w powietrzu wilgocią, tworząc aerozol kwasu siarkowego, który może podrażniać spojówki i skórę oraz uszkadzać górne drogi oddechowe. Długotrwała ekspozycja na SO2 osłabia funkcje układu oddechowego, wywołuje przewlekły stan zapalny oskrzeli i sprzyja rozwojowi chorób układu krążeniowo-oddechowego.
Nawet niewielkie stężenie ozonu w powietrzu atmosferycznym może powodować m.in. stany zapalne spojówek i górnych dróg oddechowych, obrzęk śluzówek, podrażnienie gardła, kaszel i spłycenie oddechu. Oddychanie zanieczyszczonym powietrzem wywołuje senność, nudności, bóle głowy, pieczenie oczu, a także zwiększa uczucie zmęczenia. Cząsteczki ozonu docierają do dolnych dróg oddechowych, uszkadzając tkankę płuc i zmniejszając ich pojemność, a tym samym efektywność oddychania. U osób chorych zanieczyszczenie ozonem może intensyfikować objawy chorób płuc (np. POChP, astma, rozedma). Ekspozycja na ozon zwiększa ryzyko hospitalizacji z powodu przewlekłych chorób układu krążeniowo-oddechowego.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), w tym benzo-alfa-piren, są silnie mutagenne i rakotwórcze nawet w małych dawkach. Wdychanie benzo-alfa-pirenu podrażnia drogi oddechowe, a w bezpośrednim kontakcie skórę. Częsta ekspozycja może prowadzić do uszkodzeń układu rozrodczego. WWA w połączeniu z pyłem zawieszonym wpływają na rozwój układu nerwowego w okresie prenatalnym dzieci oraz mogą przyczyniać się do obniżenia inteligencji w późniejszym życiu.
Jak chronić się przed zanieczyszczonym powietrzem?
Całkowite odizolowanie się od zanieczyszczonego powietrza jest niemożliwe, jednak istnieją pewne działania, które znacząco ograniczą jego niekorzystny wpływ na nasze zdrowie.
Monitorowanie zagrożenia
Podstawą ochrony powinno być monitorowanie stanu aerosanitarnego atmosfery. Pomiary szkodliwych substancji w powietrzu są prowadzone automatycznie przez cały czas, a ich wyniki publikowane w wielu serwisach internetowych. Warto sprawdzić, gdzie znajduje się najbliższa miejsca zamieszania stacja pomiarowa. W serwisie Meteo IMGW dostępne są także modelowe prognozy stężenia zanieczyszczeń na kolejne dni.
Odpowiednie planowanie
Korzystajmy z prognoz i aktualnych danych. Jeśli jakoś powietrza jest zła, warto przełożyć poranny spacer na godziny okołopołudniowe, kiedy zanieczyszczenie będzie mniejsze lub wybrać trening na bieżni. Miejsce aktywności fizycznej jest również ważne, dlatego unikajmy miejsc z dużym natężeniem ruchu kołowego, zwłaszcza w czasie słonecznej, upalnej pogody, z powodu tworzącego się tam smogu fotochemicznego.
Stosowanie maski przeciwsmogowej
Jeśli nie chcemy rezygnować z aktywności w otwartej przestrzeni w czasie epizodów smogowych, powinniśmy zaopatrzyć się w maskę przeciwsmogową. Powinna mieć odpowiednie filtry, ograniczające dostawanie się szkodliwych pyłów do układu oddechowego. Pamiętajmy, że oddychanie przez szczelną maskę jest utrudnione i u osób niewytrenowanych, przy intensywnej aktywności, może wystąpić gorsze samopoczucie, np. zawroty głowy. Należy też pamiętać o regularnym wymienianiu filtrów.
Uszczelnianie drzwi i okien
Przez cały rok warto dbać o odpowiednie uszczelnienie drzwi i okien. Właściwa izolacja uniemożliwi przedostawanie się zanieczyszczonego powietrza do domu, przy okazji ograniczając dostawę gorącego powietrza do środka w lecie i zmniejszenie strat ciepła w zimie.
Ograniczenie wietrzenia pomieszczeń
W czasie epizodów smogowych należy zmniejszyć częstość wietrzenia pomieszczeń do niezbędnego minimum. Ograniczymy w ten sposób dopływ szkodliwych związków zawieszonych w powietrzu. Wietrzenia należy dokonywać wtedy, kiedy zanieczyszczenie jest najmniejsze – zimą często jest to najcieplejsza pora dnia.
Korzystanie z oczyszczaczy powietrza
Osoby mieszkające w miejscach, gdzie normy jakości powietrza są notorycznie przekraczane, powinny rozważyć zakup oczyszczaczy powietrza. Przy zachowaniu odpowiedniej szczelności drzwi i okien, urządzenie pozwoli cieszyć się czystym powietrzem. Podobnie jak w przypadku masek przeciwsmogowych, należy pamiętać o regularnym wymienianiu filtrów powietrza na nowe. Warto zainwestować w oczyszczacz z funkcją jonizowania powietrza.
Wiedza
W przypadku braku dostępu do aktualnych danych pomiarowych i prognoz zanieczyszczenia powietrza, sami możemy w przybliżeniu określić, czy zanieczyszczenie powietrza będzie podwyższone. Pogorszonych warunków aerosanitarnych możemy spodziewać się przede wszystkim podczas pogody mroźnej, bezwietrznej i mglistej, zwłaszcza w okolicach lokalnych emiterów (np. fabryki lub osiedla z niską zabudową) i często uczęszczanych dróg. Warto zaufać swojemu zmysłowi powonienia – zapach dymu lub spalenizny na dworze świadczy o pogorszonej jakości powietrza.
[1] Wpływ warunków wentylacyjnych atmosfery i termiczne sterowanie emisją dokładniej zostały opisane w artykule https://obserwator.imgw.pl/zanieczyszczenie-powietrza-i-zdrowie-kontra-pomiary-i-pogoda-czy-prawidlowo-interpretujemy-fakty/.
[2] ang. smoke i fog – dym i mgła; polskim, rzadko wykorzystywanym odpowiednikiem tego słowa jest dymgła.
Oprac. Grzegorz Kaliński, Jakub Szmyd | Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju, Zespół Prognoz Specjalistycznych, IMGW-PIB.
Zdjęcie główne: Unsplash.
