Невидимое загрязнение воздуха в деревне может быть таким же токсичным, как городской смог

Легко заметить загрязнение воздуха, когда оно оседает в виде смога над городом. Однако даже в сельской местности, где воздух выглядит чище, исследователи обнаружили вредные для здоровья частицы, плавающие в атмосфере.

Сладкий деревенский воздух может оказаться не таким бодрящим, как мы думали раньше.

Считается, что наибольший вред здоровью человека наносят мелкие твердые частицы диаметром менее 2,5 микрометров (PM2.5), поскольку эти загрязняющие вещества достаточно малы, чтобы проникать глубоко в наши легкие, повреждая находящиеся там клетки и ткани.

В качестве руководства Всемирная организация здравоохранения установила порог безопасности для уровня PM2.5 в окружающей среде, но эта линия на песке не учитывает нюансы токсичных по своей природе химических веществ.

Новые исследования показывают, что масса мелких твердых частиц, которыми мы дышим, может быть менее важна для здоровья человека, чем их химический состав.

Это связано с тем, что некоторые более легкие частицы с большей вероятностью производят реактивные виды кислорода, которые могут оказывать токсическое воздействие на здоровье человека.

Когда исследователи из США сравнили три городских района с одним сельским районом на Среднем Западе, они обнаружили схожие уровни окислительного потенциала во всех четырех местах. Это было верно, несмотря на то, что в сельской местности масса PM2.5 была относительно ниже.

Хотя сельскохозяйственная деятельность обеспечила лишь 12 процентов массы PM2.5 в сельской местности, на нее пришлось более 60 процентов клеточного окислительного потенциала региона.

Окислительный потенциал большинства городских территорий, напротив, составлял менее 54 процентов.

"В целом, наше исследование показывает, что источники, вносящие существенный вклад в массу PM2.5, не обязательно одинаково важны с точки зрения их воздействия на здоровье", - пишут авторы в новой работе.

Вместо этого исследователи утверждают, что показатели загрязнения воздуха для здоровья должны основываться на токсическом потенциале мелких частиц, а не на их фактической массе.

Исследование основано на еженедельных пробах PM2.5, которые были получены летом и осенью 2018 года и зимой и весной 2019 года в Чикаго, Индианаполисе и Сент-Луисе, а также в сельской местности в штате Иллинойс.

Анализируя состав, массу и окислительный потенциал этих образцов, команда обнаружила слабую корреляцию между массой и токсичностью мелких твердых частиц.

Легкие химические вещества в сельской местности гораздо чаще производили нездоровые побочные продукты.

Плавающие следы железа и органического углерода, например, сильно коррелировали с окислительным потенциалом клеток в течение всего года. Другие промышленные химикаты, такие как свинец, алюминий, медь и марганец, имели тенденцию к увеличению зимой и осенью.

Сильная сезонность этих результатов позволяет предположить, что многие из потенциально токсичных химических веществ, которыми дышат в сельских районах Иллинойса, связаны с сельскохозяйственной деятельностью, например, с применением удобрений и гербицидов.

Фосфорные удобрения, которые распыляются на посевы, например, содержат загрязняющие вещества тяжелых металлов, такие как свинец и хром, которые легко проникают в воздух и наши легкие. Подобным образом распыляются и медные фунгициды.

Несмотря на расположение в 12 километрах (7 миль) от угольной электростанции, на сжигание угля и биомассы приходилось более 80 процентов массы PM2.5 в сельской местности Иллинойса.

Если бы авторы просто измерили PM2.5, то это выглядело бы так, как будто уголь является самым опасным фактором для здоровья человека. Но это может быть не так. Вместо этого сельскохозяйственные источники, которые имеют меньшую массу, оказались в два раза токсичнее, чем сгоревшая биомасса.

"Несмотря на незначительный вклад в массу PM2.5, нельзя игнорировать риски для здоровья, связанные с сельскохозяйственной деятельностью, - заключают авторы.

Мы также не можем позволить себе игнорировать другие легкие формы мелкодисперсных частиц.

Например, исследование, проведенное в Пекине в 2019 году, показало, что выбросы автотранспорта вносят лишь 10 процентов от массы PM2.5 в регионе. Однако на их долю приходится более половины всех токсичных потенциалов, измеренных в воздухе.

Очевидно, что способ измерения загрязнения воздуха несовершенен и не отражает всей степени вреда.

Однако измерить окислительный потенциал отдельных химических веществ гораздо сложнее, чем просто взвесить массу всех загрязняющих веществ в окружающей среде. Авторы нынешнего исследования надеются, что их новая методология облегчит тестирование токсичного воздуха для экологических регуляторов и политиков.

Исследование было опубликовано в журнале Journal of Hazardous Materials.