Причины и последствия загрязнения твердыми частицами (particulate matter)

Атмосферные твёрдые частицы, более известны как твёрдые частицы, твёрдые частицы или загрязнение частичками — это микроскопические частицы, которые состоят из жидкого или твёрдого вещества и взвешенные в земной атмосфере. Образуясь как в результате природных, так и антропогенных причин, твёрдые частицы оказывают влияние на климат Земли, осадочный уровень и могут оказывать значительное неблагоприятное воздействие на человеческое здоровье. Твёрдые частицы являются самой смертоносной формой загрязнения воздуха из-за их способности глубоко проникать в легкие и кровь без фильтрации. Эти частицы сильно отличаются по размерам, составу и рождению.

EPA определяет загрязнение частичками или PM как,

"Загрязнение частичками (также называемое твёрдым веществом или ТЧ) — это термин для определения смеси твёрдых частиц и капель жидкости, присутствующих в воздухе. Некоторые частицы, например пыль, грязь, копоть или дым, довольно большие или темные, чтобы их можно было заметить неподготовленным глазом. Другие настолько малы, что могут быть выявлены только при помощи электронного микроскопа."

Твёрдые частицы часто разделяют на две главные группы в зависимости от их размера:

  1. Вдыхаемые большие частицы: Эти частицы меняются от 2.5 микрометров до 10 микрометров в диаметре (PM10 — PM2.5).
  2. Небольшие частицы: Эти частицы содержатся в дыме и дымке с размерами до 2.5 мкм (PM2.5).

Тогда как вдыхаемые большие частицы находятся вблизи дорог и пыльных производств, небольшие частицы могут конкретно выбрасываться из подобных источников, как лесные пожары, или возникать, когда газы, выбрасываемые электростанциями, промышленными предприятиями и автомобилями, вступают в реакцию в воздухе.

Причины образования твёрдых частиц

Естественные причины

  • Вулканы — извергающиеся вулканы выбрасывают в атмосферу приличное количество твёрдых частиц, включая вулканический пепел и газы, извержения вулканов прямо связаны с климатическими изменениями с момента начала исследований
  • Пыльные бури — Шквальные ветры способны поднимать очень большие облака пыли, которые, со своей стороны, рассеиваются в атмосфере и могут занять годы, чтобы вернуться на поверхность
  • Лесные и луговые пожары — дым от леса и травы содержит сложную смесь твёрдых частиц, например как монооксид углерода и цианистый водород, которые поднимаются в воздух и остаются в атмосфере
  • Живая растительность — Растительность, выделяющая в воздух частицы, например изопрен, метанол и споры. Эти частицы могут переноситься ветром вверх и наращивать содержание твёрдых частиц в атмосфере
  • Морские брызги — из-за огромного количества пластика, который распался до нано-масштаба, частицы и могут быть найдены в океанской воде по всему миру. Эти опасные частицы могут быть выброшены в воздух сильными морскими брызгами
  • Торнадо и ураганы — эти мощные погодные системы способны поднимать приличное количество пыли и опасных веществ лишь из деревенской местности, уже не говоря о том, когда они проходят через города и встречаются с цементной пылью и более большими уровнями общих опасных веществ

Что такое УСТОЙЧИВОЙ ТРАНСПОРТ? Что означает УСТОЙЧИВОЙ ТРАНСПОРТ? УСТОЙЧИВОЙ ТРАНСПОРТ значение

Причины, вызванные работой человека

  • Сжигание угля — сжигание угля даже в наше время применяется в большинстве стран для получения тепла и обеспечения энергетикой, сжигание угля напрямую повышает кол-во угарного газа и остальных опасных частиц в атмосферу
  • Сжигание нефти — применяется для заправки автомобилей, которые, со своей стороны, выбрасывают приличное количество отработанных газов, содержащих опасные частицы, по всему миру в больших количествах. Из-за огромного количества таких опасных веществ в городах от твёрдых частиц погибает бесчисленное кол-во людей
  • Сжигание древесины — Сжигание древесины считается крупномасштабной основой образования твёрдых частиц, применяемых для многих целей, например как отопление и выработка электрической энергии, процесс сжигания выбрасывает в атмосферу много ядовитых коктейлей опасных веществ, например как копоть
  • Строительство — Цементная пыль составляет большую часть общих глобальных загрязнителей, поскольку из-за малого размера частиц пыль может висеть в воздухе очень долго. Применение ТС в строительстве и прочие знаменитые загрязнители делают сферу строительства очень нуждающейся в реформировании
  • Снос зданий — Большое количество пыли выбрасывается в воздух во время даже очень небольшого сноса зданий, эти частицы подхватываются ветром, и снова же из-за малого размера частиц они могут оставаться в воздухе довольно длительное время
  • Пыль с дороги — Дороги покрыты микроскопической пылью и загрязняющими веществами, которые поднимаются в воздух под влиянием перепады давления воздуха и ветра, появляющегося во время движения автомобиля по дороге
  • Электростанции — заводы, сжигающие ископаемое топливо для получения энергии, и даже атомные станции рассеивают твёрдые частицы в очень больших масштабах. На многих электростанций можно выявить очень большие клубы дыма, которые рассеивают сотни кубических футов опасных веществ каждый час
  • Промышленность — производство пластмасс и прочих материалов, которые создают ядовитые испарения, рассеиваются в океаны, воздух и землю. Что со своей стороны повышает большое количество антропогенных загрязнителей
  • Фермерское хозяйство — пестициды и прочие летучие химикаты выбрасываются в воздух через форсунки и струи жидкости. В фермерском хозяйстве также применяется приличное количество ТС, работающих на бензине и дизельном топливе, что повышает уровень загрязнения воздуха
  • Животноводство — животноводство создаёт большое количество твёрдых частиц, которые рассеиваются в воздухе, земля и океанах. Было обнаружено, что даже сами животные выделяют приличное количество метана в атмосферу
  • Обезлесение — Вырубка деревьев для самых разных промышленных сфер оказывает влияние на скорость естественного производства углекислого газа деревьями по всему миру, однако последние тренды циклов пересадки и сбора урожая снизили данный показатель
  • Плохое состояние технологий по борьбе с загрязнением внешней среды — В останние годы мир прикладывает значительные усилия для борьбы с большим уровнем смертельных опасных веществ, но некоторые страны добились очень очень маленького сокращения годового объема загрязнения
  • дым сигарет — Сотни ядовитых веществ химии присутствуют в сигаретном дыме, и из-за миллионов поклонников курения по всему миру это приводит к последующему загрязнению внешней среды

Тонкодисперсные частицы PM2.5 PM10. Загрязнение воздуха. Здоровый образ жизни

Действие твёрдых частиц

Климатические эффекты

What are co-benefits and why they are important for climate policy?

  • Извержения вулкана — Они связаны с изменением в климате Земли. К примеру, считается, что в 1600-х годах извержение вулкана в Перу (Уайнапутина) вызвало опустошительный голод в нашей стране, в результате которого погибло около 2 миллионов человек
  • Извержение вулкана Пинатубо — извержение 1991 года, второе по величине земное извержение 20-го века, стало причиной уменьшению температуры по всему миру на 0.5 градусов по Цельсию, которое продолжалось несколько лет
  • Погода — Считается, что твёрдые частицы оказывают влияние на погоду в региональном масштабе и связаны с нарушением индийского муссона. Из-за подавления уровней испарения воды из Индийского океана
  • Засуха — считается, что аэрозольная дымка и твёрдые частицы сдвигают тропические осадки на юг, что приводит к ряду засух по всему миру. Засухи по всему миру происходят намного чаще с той поры, как возникла их регистрация
  • Уменьшение количества осадков — Уменьшение количества осадков в Австралии привело изыскателей к предположению, что увеличение количества опасных веществ из Азии стало причиной смещению мультиширотных систем на юг
  • Парниковые газы — Молекулярный состав нашей атмосферы существенно преобразился после промышленной революции. Рост глобальной промышленности стал причиной накоплению в атмосфере так называемых тепличных газов, которые не позволяют теплу оставлять планету, что приводит к глобальному потеплению
  • Глобальное затемнение — Уменьшение прямого излучения Земли привело изыскателей к мысли, что увеличение количества твёрдых частиц в атмосфере оказало влияние на это. Глобальное затемнение также создает охлаждающий эффект, противодействуя процесса нагрева парниковыми газами
  • Закисление океана — Из-за более больших уровней углекислого газа, выделяемого в результате человеческой деятельности. По оценкам, 30-40% углекислого газа растворяется в океанах, вызывая вредные результаты для жизни океана, например обесцвечивание кораллов.

Влияние на здоровье

  • Астма — Рост числа диагнозов связан с увеличением уровня мелких опасных веществ в странах мира, тем более в районах с более большим уровнем загрязнения
  • Рак легких — Небольшие частицы проникают глубоко в систему дыхания человека и удивляют бронхи, нарушая здоровье легких и приводя к раковым образованиям
  • Заболевания сердца — Очень много и самых разных твёрдых частиц оказывают внезапное действие на сердце и его функции, что снова же вызвано мелкими частичками, которые легко проходят в человеческую систему без фильтрации
  • Преждевременные роды — Действие большого уровня загрязнения воздуха стало причиной увеличению количества плохих беременностей, тем более в городах с большим уровнем загрязнения
  • Врожденные недостатки — твёрдые частицы проходят через мать и попадают в детский организм практически в любое время беременности и приводят к большому спектру врожденных недостатков
  • Воспаление сосудов — Вызвано скоплением бляшек в артериях, конкретно вызванным вдыхаемыми частичками
  • Атеросклероз — Затвердение артерий, снижающее их пластичность, что приводит к проблемам с сердцем, также вызванное скоплением бляшек
  • Радиационное облучение — приличное количество твёрдых частиц образуется из радиоактивных материалов, например как уран и торий, которые потом вдыхаются или попадают в сельскохозяйственные культуры, которые со своей стороны потребляются
  • Миллион смертей — ежегодно прямо связаны с загрязнением воздуха, вызванным только угольной промышленностью
  • 5 миллионов смертей — ежегодно, как полагают, вызваны твёрдыми частичками по всему миру

Влияние на растительность

  • Смертность — закупоривание стоматальных отверстий, что приводит к сбоям в процессе фотосинтеза
Заём изображения: Адам, НАСА