Smog to koktajl złożony z wielu elementów. O ich szkodliwości decyduje nie tylko skład chemiczny, ale również rozmiary. Wyjaśniamy, czym różnią się od siebie pyły PM 10, PM 2.5 i PM 1.
Większy może więcej? Nie w „świecie” smogu. Zanieczyszczenia o mniejszych rozmiarach są często znacznie groźniejsze niż cząstki o stosunkowo dużej średnicy. Jeśli zatem uważacie, że obawy przed pyłami PM 10 są przesadzone, to częściowo macie rację.
Przynajmniej w tym sensie, że o wiele bardziej uzasadnione są obawy przed pyłami PM 2.5, a jeszcze bardziej – przed PM 1. Podobnie zresztą jest z azbestem, w którego szkodliwość od dawna nikt nie wątpi. Od włókien o średnicy powyżej 5 μm (mikrometrów) znacznie groźniejsze są te o rozmiarach od 3 μm do 0,01 μm.
Dlaczego tak jest? W największym skrócie: mniejsze cząsteczki łatwiej przenikają do organizmu i są mniej skore do jego opuszczenia. Nie znaczy to jednak, że pyły o większych rozmiarach są neutralne dla naszego zdrowia.
Oto krótki przegląd frakcji w obozie PM, czyli smogowych pyłów zawieszonych, wraz z omówieniem ich szkodliwości.
Pyły zawieszone PM 10 – z czego się składają i jakie powodują skutki zdrowotne?
Pył zawieszony PM 10 to mieszanina cząstek smogu o średnicy do 10 μm. Jak wynika z danych KOBiZE za rok 2022, w Polsce ok. 76 proc. emisji PM 10 było efektem spalania paliw, głównie węgla i drewna, z czego prawie 68 proc. w gospodarstwach domowych. Źródłem zanieczyszczeń pyłami z tej frakcji są również przemysł, rolnictwo i transport.
Warto zaznaczyć, że te proporcje zmieniają się w zależności od pory roku. Latem za ponad 40 proc. emisji PM 10 odpowiadają samochody. Zimą udział transportu spada do ok. 10 proc., a prym wiodą domowe kotły i piece – w szczególności te nie spełniające norm emisyjnych. Na stężenie pyłu w powietrzu wpływają również warunki atmosferyczne, takie jak brak wiatru czy inwersja termiczna, ograniczająca pionową wymianę powietrza i powodująca kumulację zanieczyszczeń.
Skład PM 10 różni się w zależności od źródeł emisji. Mieszanina obejmuje zwykle drobinki kurzu, zarodniki pleśni, pyły wzniecane w ruchu ulicznym, m.in. pył hamulcowy, a także cząsteczki pochodzące z procesów spalania, w tym benzopireny, dioksyny i metale ciężkie.
Niezależnie od ingrediencji narażenie na pyły PM10 nie wróży niczego dobrego. Długotrwała ekspozycja na tę frakcję zanieczyszczeń zwiększa ryzyko chorób układu oddechowego, takich jak przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP), a także chorób układu krwionośnego, w tym zawałów serca i nadciśnienia tętniczego. Badania wskazują też na związek między narażeniem na PM 10 a podwyższonym ryzykiem wystąpienia nowotworów płuc i zaburzeniami rozwoju płodu.
Dopuszczalną – bo żadna nie jest uznawana za bezpieczną – zawartość pyłów zawieszonych w powietrzu regulują normy krajowe i międzynarodowe. W przypadku PM 10 maksimum zalecane przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) wynosi 50 µg/m³ dla średniego dobowego stężenia i 20 µg/m³ dla średniorocznego.
PM 2.5 – znacznie groźniejsze niż PM 10
PM 2.5 to drobniejsza frakcja pyłu zawieszonego. W tym przypadku średnica cząstek nie przekracza 2,5 μm, co czyni ją jeszcze groźniejszą. Podobnie jak w przypadku pyłu PM 10, w Polsce głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza PM 2.5 jest niska emisja, związana z paleniem w domowych piecach, a także transport i przemysł. Wpływ na rozkład proporcji mają też czynniki sezonowe – latem rośnie udział transportu.
Główne składniki frakcji PM 2.5 to wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), metale ciężkie, takie jak arsen i ołów, oraz drobne cząstki organiczne i nieorganiczne, które mogą być emitowane podczas procesów spalania.
Ze względu na swoje niewielkie rozmiary pyły PM 2.5 mają zdolność przenikania w głąb układu oddechowego i do krwiobiegu. Sprawia to, że są one znacznie bardziej niebezpieczne niż większe cząstki. Pyły PM 10 są do pewnego stopnia filtrowane przez włosy w nosie i błony śluzowe, co zmniejsza ilość toksyn przedostających się do płuc. W przypadku cząsteczek PM 2.5 możliwości obronne organizmu są bardzo ograniczone.
Przewlekłe narażenie na PM 2.5 może prowadzić do całej gamy negatywnych skutków zdrowotnych, takich jak pogorszenia funkcji płuc, nasilenia objawów alergicznych i astmatycznych, a dłuższej perspektywie przewlekłe choroby płuc, choroby serca, a nawet nowotwory. Istnieją też dane świadczące o wpływie pyłów PM 2.5 na rozwój chorób neurodegeneracyjnych.
Zgodnie z zaleceniami WHO średnie dobowe stężenie PM 2.5 nie powinno przekraczać 25 µg/m³, a średnioroczne – 10 µg/m³.
PM 1, czyli nanocząsteczki – najgroźniejsza frakcja smogu
Niestety „stopniowanie” zanieczyszczeń powietrza nie kończy się na frakcji PM 2.5. Od kilku lat coraz częściej mówi się o tzw. nanocząsteczkach. To ultradrobny składnik smogu. Średnica jego cząstek nie przekracza 1 µg – są więc mniejsze od bakterii.
Monitorowanie powietrza pod kątem zawartości PM 1 jest bardzo trudne. Standardowa aparatura pomiarowa nie jest dostatecznie czuła, by wychwycić tę frakcję zanieczyszczeń. Metody pozwalające na oznaczenie nanocząstek w powietrzu są na etapie rozwoju i nie są powszechnie stosowane w środowisku miejskim. Jedną z nich jest tzw. kondensacyjny licznik cząstek (condensation particle counter – CPC), który pozwala na wykrywanie cząstek o wielkościach z przedziału 3–3000 nm, inną – klasyfikator zróżnicowanej ruchliwości cząstek DMPS (differential mobility particle sizer), który potrafi wykrywać cząstki w czasie rzeczywistym i selekcjonować je według rozmiaru.
Według szacunkowych danych cząsteczki PM 1 stanowią aż 75 proc. frakcji PM 2.5, czyli pyłów o średnicy mniejszej niż 2.5 µg. Pomiary prowadzone w Chinach w składzie pyłów PM 1 wykryły m.in. takie substancje, jak siarczany, azotany, cynk, ołów, chrom, nikiel, kadm i kobalt – wszystkie z nich, przy długotrwałym narażeniu, grożą poważnymi skutkami zdrowotnymi. Tak drobne cząsteczki z łatwością pokonują barierę płucno-naczyniową i przedostają się do krwiobiegu, a następnie rozprzestrzeniają się po całym organizmie. Niewielkie rozmiary utrudniają ich usunięcie przez mechanizmy odpornościowe, sprzyjając ich akumulacji. Pełen zakres szkód, jakie są w stanie wyrządzić nanocząsteczki, jest bardzo trudny do ustalenia
