Este materia particulată o problemă serioasă?

Oamenii se sufocă din cauza poluării aerului create de om de aproximativ jumătate de milion de ani, de pe vremea peșterilor din Pleistocen care se adunau în jurul primelor focuri de tabără. Acest lucru a meritat clar câțiva plămâni plini de funingine – focul ne-a oferit căldură, vedere nocturnă și carne gătită, depășind cel mai probabil momentele în care ne-a provocat bronșită.

Fiind atât de ambițioși, totuși, oamenii antici s-au mulțumit cu focurile de lemn doar o perioadă. Au descoperit în cele din urmă combustibili mai puternici, precum cărbunele, petrolul și gazele, pe care au început să-i ardă – alături de și mai mult lemn și cărbune de lemn – într-un ritm amețitor. Marea Britanie a devenit epicentrul acestei renașteri pline de funingine până în secolul al XIX-lea, dând Londrei ceața sa caracteristică și inspirând expresia engleză „Unde e mizerie, sunt bani”.

Sobele, fabricile, mașinile și centralele electrice din întreaga lume au început curând să scoată fum gros, ridicând poluarea cu particule de la un inconvenient la o amenințare. După ce un nor de smog a ucis 20 de oameni în Donora, Pa., în octombrie 1948 – și un altul a ucis până la 12.000 în Londra patru ani mai târziu – multe națiuni occidentale au început să-și limiteze emisiile de particule și alți poluanți atmosferici, lăsând Asia și Europa de Est ca principalele surse rămase.

Dar, deși americanii respiră acum mai puțină materie particulată în general decât o făceau înainte, orașe precum Los Angeles, Atlanta, Pittsburgh și Detroit suferă adesea încă vârfuri nesănătoase pe timpul verii, iar zonele rurale pot fi inundate de gazele de eșapament de la motoarele diesel și praful de pe drumuri de la vehiculele cu patru roți, sau de fumul de la incendiile de vegetație. Aceste pături încețoșate servesc ca o reamintire dură că, indiferent dacă combustibilul provine dintr-o pădure sau dintr-o stație de alimentare, unde există foc, există și fum.

Ce este poluarea cu particule?

Materia particulată este un amestec diversificat, dăunător pentru plămâni, de solide microscopice și picături lichide care stau suspendate în aer. Adesea arată ca o poluare atmosferică stereotipică, iconică – o „tocană” densă de particule de funingine (vezi foto) plutind deasupra turnurilor și țevilor de eșapament – dar include și particule care nu sunt considerate în mod normal poluanți – furtuni de nisip purtate de vânt, nori de praf de la motocross, fum de la incendiile de vegetație și cenușă vulcanică.

Unele particule, în special în emisiile de la incendii și vulcani, sunt suficient de mari și întunecate pentru a fi văzute cu ochiul liber, în timp ce altele sunt atât de mici încât sunt vizibile doar la microscopul electronic. Inhalarea de fulgi mari de cenușă arzătoare este cu siguranță neplăcută, dar tipul mai mic este cel care amenință cel mai mult sănătatea umană. EPA se concentrează pe particulele cu un diametru de 10 microni (cunoscuți și sub denumirea de micrometri) sau mai puțin, pe care le numește „particule grosiere inhalabile”. În cadrul acestui grup se află un punct și mai sinistru – „particula fină”, cu un diametru nu mai mare de 2,5 microni. Cunoscute sub numele de „PM10”, respectiv „PM2.5”, ambele tipuri sunt mult mai mici decât lățimea unui fir de păr uman.

Deși reglementările EPA tratează în general toate particulele de dimensiuni similare ca fiind la fel de periculoase, cercetările sugerează că din ce sunt făcute poate juca un rol major în modul în care afectează sănătatea umană. Particulele urbane tend să fie mai periculoase decât verii lor din mediul rural, de exemplu – parțial pentru că granulele de nisip și praf din mediul rural sunt mai mari decât majoritatea particulelor de funingine din orașe, și parțial pentru că mulțimea de substanțe chimice din aerul urban lucrează împreună împotriva noastră, devenind mai rele decât oricare dintre ele singură.

Cum afectează particulele oamenii?

Sistemul respirator uman este de obicei bine pregătit să facă față invadatorilor din aer: firele de păr din nas le prind pe cele mai mari, mici fire mobile numite cili prind altele cu mucus pentru a fi eliminate prin tuse sau strănut, iar celulele imune specializate devorează orice rătăcitori. De fapt, oricine cu alergii știe că organismul este adesea prea pregătit să se apere.

Mucozitățile și cilii nu pot prinde totul, dar chiar și pe măsură ce unele particule mai mici se strecoară, cilii sănătoși și celulele imune sunt de obicei capabile să prevină daunele pe termen lung la niveluri normale de expunere. Persoanele cu cel mai mare risc din cauza poluării cu particule sunt cele ale căror mecanisme naturale de apărare nu funcționează la capacitate maximă, inclusiv copiii, persoanele în vârstă, persoanele cu boli de inimă sau pulmonare și fumătorii.

Poluarea aerului urban este adesea mai toxică decât norii de praf din mediul rural, parțial pentru că alți poluanți – în special dioxidul de sulf, dioxidul de azot și ozonul de la nivelul solului – pot „ameți” sau copleși mecanismele de apărare ale organismului, deschizând porțile în același mod în care fumul de țigară paralizează cilii și lasă organismul mai vulnerabil la infecții.

Amestecul divers de poluanți care plutesc în multe orașe face dificilă identificarea exactă a cauzei fiecărei boli, dar oamenii de știință par să fie de acord că, odată ajunse în plămâni, PM2.5 este responsabil pentru cele mai grave probleme de sănătate legate de poluarea aerului. Particulele cu lățimea de 10 microni și mai mici se încrustează încăpățânat în țesutul pulmonar, cele mai mici pătrunzând cel mai adânc. Acest lucru poate provoca iritații, tuse și dificultăți de respirație pe termen scurt și declanșează crize de astm sau un ritm cardiac neregulat la multe persoane susceptibile. În timp, acumularea de particule în plămâni poate duce la bronșită cronică și poate reduce funcția pulmonară generală; un tip de particule este considerat a fi cancerigen.

Un studiu recent al Universității Columbia sugerează, de asemenea, că expunerea prenatală la poluarea aerului poate reduce IQ-ul unui copil. Cercetătorii au oferit monitoare de aer tip rucsac mamelor a 259 de copii din cartierele cu venituri mici din New York City și au raportat că, chiar și după ajustarea pentru alți factori, copiii cu cea mai mare expunere înainte de naștere au obținut scoruri cu patru până la cinci puncte mai mici la testele IQ efectuate la vârsta de 5 ani decât copiii care au respirat mai puțină poluare în uter.

Pe lângă efectele sale asupra sănătății umane, materia particulată purtată de vânt sau apă poate crea o varietate de probleme ecologice, în funcție de compoziția sa. Anumite particule pot acidifia lacurile și râurile, pot determina plantele să producă mai puțină clorofilă și zahăr, pot perturba echilibrul nutrienților și pot forma o ceață care reduce vizibilitatea în multe parcuri naționale, precum și în orașele mari.

De unde provine materia particulată?

Particulele sunt eliberate de o gamă largă de surse, atât mobile, cât și staționare. Praful de pe drumuri este de departe sursa numărul 1 de emisii PM10 în Statele Unite și a doua cea mai mare sursă de PM2.5, fiind depășit doar de incendii. Mașinile și camioanele ridică nori de resturi chiar și pe drumurile asfaltate, dar norii mari de la vehiculele off-road provoacă mult mai multe probleme. Mucegaiul, polenul și alți alergeni umani afectează adesea șoferul sau persoanele aflate în direcția vântului, iar granulele mici de praf și diesel amenință cursurile de apă, precum și plămânii oamenilor, tulburând apa limpede și blocând lumina soarelui de la alge și plante.

Indiferent dacă sunt pe drumuri sau off-road, vehiculele diesel adaugă ceva în plus în „oala” de particule. Gazele de eșapament diesel conțin formaldehidă, benzen, hidrocarburi aromatice policiclice și alți poluanți atmosferici periculoși, inclusiv particule groase de funingine. Deși unele emisii de particule de la motoarele diesel sunt aproape inevitabile, ele pot fi reduse prin sisteme de control al poluării și prin evitarea mersului în gol la vehiculele diesel.

În ciuda popularității combustibililor fosili, lemnul este încă principalul emițător de particule fine în Statele Unite – incendiile de vegetație sunt sursa numărul 1, iar consumul casnic de lemn de foc este sursa numărul 5. Cărbunele, petrolul și gazele contribuie însă substanțial – producția de electricitate, transportul și alte arderi de combustibili fosili reprezintă o sursă de top trei pentru PM2.5 și în top cinci pentru PM10. Producția de energie pe bază de cărbune este o activitate predispusă la smog prin natură, și deși multe companii de utilități din țările dezvoltate și-au redus acum cantitatea de particule și sulfați din emisiile lor, reglementările mai laxe din anumite părți ale Asiei și Europei de Est au dus la o poluare aeriană masivă acolo. Utilizarea pe scară largă a sobelor de gătit pe bază de lemn și gunoi de grajd a fost, de asemenea, criticată ca sursă de particule periculoase și alți poluanți.