Badania nad szkodliwością pyłu drogowego prowadzą naukowcy z Instytutu Geofizyki PAN. Jako pierwsi chcą do oceny stężenia zanieczyszczeń wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych zastosować parametry magnetyczne.
Pył drogowy jest heterogeniczną mieszaniną gleb i cząsteczek pochodzących ze źródeł naturalnych i antropogenicznych, które osadzają się na nawierzchniach dróg przez suche lub mokre opady. Do źródeł antropogenicznych zaliczamy procesy przemysłowe, emisje spalin, ruch drogowy, a także niskoprofilowe emisje, w tym spalanie paliw, zużycie opon, klocków hamulcowych, nawierzchni drogowych, rdzę na nadwoziu, wycieki oleju hamulcowego i smarowego, tarcie i zużycie trójdrożnych katalizatorów samochodowych oraz farby drogowe.
W pyle drogowym gromadzą się szkodliwe dla człowieka i środowiska substancje, jak na przykład wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). Długotrwała ekspozycja na zanieczyszczenie powietrza powoduje liczne problemy zdrowotne i choroby, takie jak miażdżyca, choroby układu oddechowego, w tym przedwczesną śmiertelność. Wyniki raportu projektu Aphekom wskazują, że mieszkanie w pobliżu ruchliwych dróg jest odpowiedzialne za około 15–30% wszystkich nowych przypadków astmy u dzieci oraz przewlekłej obturacyjnej choroby płuc i chorób wieńcowych u dorosłych powyżej 65 roku życia.
Do oceny zagrożenia środowiskowego wskazanymi zanieczyszczeniami potrzebne są stężenia poszczególnych WWA otrzymane z zastosowania metod chemicznych (chromatografia gazowa i cieczowa). Są to bardzo dokładne metody, ale czaso- i kosztochłonne. Naukowcy z Zakładu Magnetyzmu Instytutu Geofizyki PAN pracują nad powiązaniem stężeń WWA z parametrami magnetycznymi, które mogą posłużyć jako parametr przesiewowy do badań chemicznych. Podatność magnetyczna od co najmniej 20 lat z powodzeniem wykorzystywana jest jako wskaźnik zanieczyszczeń metalami ciężkimi. Dotychczas nie dowiedziono, że mogłaby być również przydatnym narzędziem w przypadku badania WWA.
Badania dotyczące WWA w różnych mediach, takich jak pył drogowy i osady, już przeprowadzano, ale wciąż brakuje prac, w których wnioskowanie o przestrzennym rozkładzie zanieczyszczeń WWA opierałoby się na ilości pomiarów znaczącej statystycznie i reprezentatywnej dla rozległego obszaru. Celem naszego projektu jest między innymi dostarczenie oceny poziomu zanieczyszczenia, narażenia ludzi na WWA i zaproponowanie jednego z parametrów magnetycznych jako parametru przesiewowego do pomiarów chemicznych WWA na podstawie rozbudowanej bazy pomiarów 16 najbardziej szkodliwych związków. Zrozumienie przestrzennej zmienności stężeń WWA i ich potencjalnych skutków zdrowotnych jest kluczowe dla opracowania ukierunkowanych strategii zmniejszania zanieczyszczeń i ochrony zdrowia publicznego w szybko urbanizujących się środowiskach – tłumaczy dr Sylwia Klaudia Dytłow.
Pod jej kierunkiem naukowcy badają różne frakcje granulometryczne pyłu ulicznego, czyli różne rozmiary jego ziaren, które mogą mieć odmienne własności, na przykład magnetyczne, lub różnić się pod względem szkodliwości oddziaływania na zdrowie ludzkie – im mniejsze cząsteczki, tym mają większą łatwość przedostawania się do organizmu. Najnowsze wyniki dotyczą całkowitego stężenia, toksyczności i zagrożenia dla zdrowia 16 wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w pyle ulicznym Warszawy w sześciu frakcjach granulometrycznych. Kurz uliczny pobrano z 149 punktów pomiarowych zarówno w centrum, jak i na obrzeżach miasta.
Warszawa jako stolica Polski boryka się z wysoką i stale rosnącą gęstością zaludnienia, co prowadzi do zwiększonej ekspozycji na wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne obecne w pyłach drogowych. Zła jakość powietrza w mieście, podobnie jak w wielu innych dużych miastach europejskich, stanowi poważne zagrożenie zdrowotne dla mieszkańców i jest istotnym czynnikiem przyczyniającym się do przedwczesnej śmiertelności – wskazuje dr Dytłow.
Wyniki pokazują, że największe koncentracje wszystkich analizowanych węglowodorów znajdowały się w najdrobniejszej frakcji o ziarnach o średnicy poniżej 0,2 mm. Zawierała ona najwyższe stężenia WWA, niezależnie od specyfiki obszaru poboru próbek czy dominującego rodzaju emisji. W centralnych dzielnicach, charakteryzujących się większym natężeniem ruchu, stężenia WWA w frakcji <0,2 mm były istotnie wyższe niż na peryferiach miasta. Ta różnica podkreśla wpływ lokalnych źródeł emisji na rozkład WWA w różnych częściach miasta.
Analiza przestrzenna stężeń WWA ujawniła ponadto, że obszary o wysokiej gęstości zabudowy i natężeniu ruchu charakteryzują się największym zanieczyszczeniem. Zaobserwowano istotne różnice w wartościach pomiędzy frakcjami i poszczególnymi obszarami. Zauważono, że równoważnik toksyczności benzo(a)pirenu (BaPTPE) był niższy niż w niektórych badaniach międzynarodowych, jednak łączne stężenia rakotwórczych WWA (CPAH) nieznacznie przekroczyły progi bezpieczeństwa proponowane przez organy regulacyjne, takie jak Departament Ekologii Stanu Waszyngton. Co więcej, obliczone wartości dodatkowego ryzyka zachorowania na raka w ciągu życia (ILCR) zarówno dla dorosłych, jak i dzieci osiągnęły poziom aż 10⁻³, co wskazuje na znaczne ryzyko rakotwórcze związane z ekspozycją na WWA, szczególnie w przypadku najdrobniejszej frakcji pyłu (<0,2 mm). Poziomy ryzyka nowotworowego u dzieci i dorosłych dla wszystkich frakcji pyłu były porównywalne w przypadku kontaktu skórnego oraz spożycia i mieściły się w przedziale od 10⁻⁵ do 10⁻⁴, natomiast poziomy ryzyka nowotworowego związanego z inhalacją zawsze wynosiły od 10⁻¹⁰ do 10⁻⁸. Dlatego inhalacja pyłu ulicznego unoszonego w powietrzu jest praktycznie pomijalna w porównaniu z innymi ścieżkami narażenia.
Wskazuje to na pilną potrzebę zarówno działań naukowych, jak i interwencji rządowych w celu ograniczenia zagrożeń zdrowotnych związanych z WWA w miejskim pyle ulicznym – podsumowuje dr Sylwia Klaudia Dytłow.
Wyniki badań jej zespołu ukazały się na łamach czasopisma Environmental Geochemistry and Health.
MK, źródło: IGF PAN
https://www.mdpi.com/2076-3417/14/10/4235