Poluarea aerului

Poluarea este contaminarea mediului înconjurător cu materiale care interferează cu sănătatea umană, calitatea vieții sau funcția naturală a ecosistemelor (organismele vii și mediul în care trăiesc). Chiar dacă uneori poluarea mediului înconjurător este un rezultat al cauzelor naturale, cum ar fi erupțiile vulcanice, cea mai mare parte a substanțelor poluante provine din activitățile umane. Se disting următoarele categorii: poluare fizică (incluzând poluarea fonică și poluarea radioactivă), poluarea chimică (produsă de diverse substanțe eliberate în mediu sub formă gazoasă, lichidă sau de particule solide), poluare biologică (cu germeni patogeni, substanțe organice putrescibile etc.).

Poluare a aerului provenită de la un cuptor de cocs

Învelișul gazos care înconjoară Pământul fără o limită superioară precisă, trecând treptat în spațiul interplanetar, se numește atmosferă. Masa acesteia reprezintă 0,000001 din masa globului pământesc, și densitatea sa scade cu creșterea altitudinii. Compoziția atmosferei se modifică de asemenea cu altitudinea. Amestecul de gaze ce formează atmosfera este numit aer.

Compoziția aerului nu este aceeași în orice loc de pe planetă. Aceasta variază de la o zi la alta și de la un loc la altul. Acțiunea umană asupra atmosferei Pământului poate lua multe forme și a existat de când oamenii au început să utilizeze focul pentru agricultură, încălzire și gătitul alimentelor. În timpul revoluției industriale (secolele XVIII și XIX), poluarea aerului a devenit o problemă majoră.

Indicele de performanță de mediu 2016 – culorile mai închise indică concentrații mai mici de particule fine și dioxid de azot, precum și o calitate mai bună a aerului din interior.

Poluarea urbană a aerului este cunoscută sub denumirea de „smog”. Smogul este în general un amestec de monoxid de carbon și compuși organici proveniți din combustia incompletă a combustibililor fosili cum ar fi cărbunii și de dioxid de sulf de la impuritățile din combustibili. În timp ce smogul reacționează cu oxigenul, acizii organici și sulfurici se condensează sub formă de picături, întețind ceața. Până în secolul al XX-lea smogul devenise deja un pericol major pentru sănătate.

Un alt tip de smog, cel fotochimic, a început să reducă calitatea aerului deasupra orașelor mari cum ar fi Los Angeles în anii '30. Acest smog este cauzat de combustia în motoarele autovehiculelor și ale avioanelor (a combustibilului acestora care produce oxizi de azot și eliberează hidrocarburi din combustibilii nearși). Razele solare fac ca oxizii de azot și hidrocarburile să se combine și să transforme oxigenul în ozon, un agent chimic care atacă cauciucul, rănește plantele și irită plămânii. Hidrocarburile sunt oxidate în substanțe care se condensează și formează o ceață vizibilă și pătrunzătoare.

Decese cauzate de poluarea aerului la 100.000 de locuitori.

Majoritatea poluanților sunt eventual „spălați” de către ploaie, zăpadă sau ceață, dar după ce au parcurs distanțe mari, uneori chiar continente. În timp ce poluanții se adună în atmosferă, oxizii de sulf și de azot sunt transformați în acizi care se combină cu ploaia. Această ploaie acidă cade peste lacuri și păduri unde poate duce la moartea peștilor sau plantelor și poate să afecteze întregi ecosisteme. În cele din urmă, lacurile și pădurile contaminate pot ajunge să fie lipsite de viață. Regiunile care sunt în drumul vântului care bate dinspre zone industrializate, cum ar fi Europa și estul Statelor Unite și Canadei, sunt cele mai afectate de ploi acide. Ploile acide pot să afecteze și sănătatea umană și obiecte create de oameni; ele dizolvă încet statui istorice din piatră și fațade din Roma, Atena și Londra.

Demolarea turnurilor de răcire ale unei centrale electrice, Athlone, Cape Town, Africa de Sud, 2010

Una din cele mai mari probleme cauzate de poluarea aerului este încălzirea globală, o creștere a temperaturii Pământului cauzată de acumularea unor gaze atmosferice cum ar fi dioxidul de carbon. Odată cu folosirea intensivă a combustibililor fosili în secolul XX, concentrația de dioxid de carbon din atmosferă a crescut dramatic. Dioxidul de carbon și alte gaze, cunoscute sub denumirea de gaze de seră, reduc căldura disipată de Pământ dar nu blochează radiațiile Soarelui. Din cauza efectului de seră se așteaptă ca temperatura globală să crească cu 1,4° C până la 5,8° C până în anul 2100. Chiar dacă această tendință pare a fi o schimbare minoră, creșterea ar face ca Pământul să fie mai cald decât a fost în ultimii 125.000 ani, schimbând probabil tiparul climatic, afectând producția agricolă, modificând distribuția animalelor și plantelor și crescând nivelul mării.

Arderea controlată a unui câmp în afara statului Georgia, SUA, în pregătirea pentru plantarea de primăvară.

Poluarea aerului poate să afecteze zona superioară a atmosferei, numită stratosferă. Producția excesivă a compușilor care conțin clor cum ar fi clorofluorocarburile (CFC) (compuși folosiți până recent în frigidere, aparate de aer condiționat și în fabricarea produselor pe bază de polistiren) a redus stratul de ozon stratosferic, creând o gaură deasupra Antarcticii care durează mai multe săptămâni în fiecare an. Ca rezultat, expunerea directă la razele solare a afectat viața acvatică și terestră și amenință sănătatea oamenilor din zonele sudice ale planetei.

Conform unui raport publicat de Organizația Mondială a Sănătății în 2014, circa 7 milioane de oameni au murit în anul 2012 doar din cauza poluării aerului.

Surse de poluare a aerului

• Sursele staționare includ:
  • centralele pe combustibili fosili și centralele pe biomasă au ambele coșuri de fum.
    • Extrageri de petrol și gaze care au scurgeri de metan.
  • arderea biomasei tradiționale, cum ar fi lemnul, deșeurile de cultură și bălegarul.
  • unități de producție (fabrici).
  • construcții.
  • incinerarea deșeurilor (incineratoare, precum și incendii deschise și necontrolate de deșeuri gestionate greșit, reprezentând aproximativ o pătrime din deșeurile terestre solide municipale).
  • cuptoare și alte tipuri de dispozitive de încălzire cu ardere a combustibilului.

• Sursele mobile includ autovehicule, trenuri (în special locomotive diesel și DMU), nave maritime și avioane, precum și rachete. Externalitatea poluării atmosferice a mașinilor intră în aer din gazele de eșapament și anvelopele auto.
• Agricultura și strategiile de gestionare a pădurilor folosind arsuri controlate. Practici precum tăierea și arderea în păduri precum Amazonul provoacă o poluare mare a aerului odată cu defrișările. Arderea controlată sau prescrisă este o practică folosită în managementul pădurilor, agricultură. Silvicultorii pot folosi focul controlat ca un instrument, deoarece focul este o caracteristică naturală atât a ecologiei pădurilor, cât și a pășunilor. Arderea controlată încurajează încolțirea unor arbori de pădure dezirabili, rezultând o reînnoire a pădurii.

Există și surse din alte procese decât arderea:

• Fumul de la vopsea, fixativ pentru păr, lac, spray-uri cu aerosoli și alți solvenți. Aceste substanțe pot fi substanțiale; S-a estimat că emisiile din aceste surse reprezintă aproape jumătate din poluarea cu compuși organici volatili din bazinul Los Angeles în anii 2010.
• Depunerea deșeurilor în depozitele de deșeuri produce metan, iar arderea în aer liber a deșeurilor eliberează substanțe nocive.
• Armele nucleare, gazele toxice, războiul germenilor și rachetele sunt exemple de resurse militare.

Surse naturale

Furtună de praf sîn apropierea Stratford, Texas, în 1935.

• Praf din surse naturale, de obicei suprafețe mari de teren cu puțină vegetație sau fără vegetație.
• Metanul, emis prin digestia alimentelor de către animale, de exemplu bovine.
• Gazul radon din dezintegrarea radioactivă din scoarța terestră. Radonul este un gaz nobil radioactiv incolor, inodor, natural, care se formează din degradarea radiului. Gazul radon din surse naturale se poate acumula în clădiri, în special în spații restrânse precum subsolul și este a doua cea mai frecventă cauză de cancer pulmonar, după fumatul de țigară.
• Fumul și monoxidul de carbon din incendii de vegetație. În perioadele de incendii active, fumul de la arderea necontrolată a biomasei poate reprezenta aproape 75% din toată poluarea aerului prin concentrație.

Factori de emisie

Aerul din Beijing în 2005 după ploaie (stânga) și o zi cu praf (dreapta)

Factorii de emisie a poluanților atmosferici sunt valori reprezentative raportate care urmăresc să lege cantitatea de poluant eliberată în aerul înconjurător de o activitate legată de eliberarea respectivului poluant. Greutatea poluantului împărțită la o unitate de greutate, volum, distanță sau timpul activității care generează poluant este modul în care acești factori sunt exprimați în mod obișnuit (de exemplu, kilograme de particule emise pe tonă de cărbune ars). Aceste criterii facilitează estimarea emisiilor din diverse surse de poluare. De cele mai multe ori, aceste componente sunt doar medii ale tuturor datelor disponibile de calitate acceptabilă și se consideră că sunt tipice pentru mediile pe termen lung.

Poluanți

cauzele și efectele poluării aerului: (1) efect de seră, (2) contaminare cu particule, (3) radiații UV crescute, (4) ploi acide, (5) concentrație crescută de ozon la nivelul solului, (6) niveluri crescute a oxizilor de azot.

Un poluant al aerului este un material din aer care poate avea multe efecte asupra oamenilor și asupra ecosistemului. Substanța poate fi formată din particule solide, picături lichide sau gaze și adesea ia forma unui aerosol. Un poluant poate fi de origine naturală sau produs de om. Poluanții sunt clasificați ca primari sau secundari. Poluanții primari sunt produși de obicei prin procese precum eruperea cenușei dintr-o erupție vulcanică.

Alte exemple includ monoxidul de carbon din gazele de evacuare a autovehiculelor sau dioxidul de sulf eliberat din fabrici. Poluanții secundari nu sunt emiși direct. Mai degrabă, se formează în aer atunci când poluanții primari reacționează sau interacționează. Ozonul la nivelul solului este un exemplu proeminent de poluant secundar. Unii poluanți pot fi atât primari, cât și secundari: ambii sunt emiși direct și formați din alți poluanți primari.

Poluanți primari

Poluanții emiși în atmosferă de activitatea umană includ:

• Amoniac: Emis în principal de deșeurile agricole. Amoniacul este un compus din formula NH3. În mod normal, este întâlnit ca un gaz cu un miros înțepător caracteristic. Amoniacul contribuie în mod semnificativ la nevoile nutriționale ale organismelor terestre, servind ca precursor pentru alimente și îngrășăminte. Amoniacul, direct sau indirect, este, de asemenea, un element de bază pentru sinteza multor produse farmaceutice.
• Dioxid de carbon (CO2): Dioxidul de carbon este o componentă naturală a atmosferei, esențială pentru viața plantelor și eliberată de sistemul respirator uman. Este potențial letal la concentrații foarte mari (de obicei de 100 de ori nivelurile atmosferice „normale”). Deși Organizația Mondială a Sănătății recunoaște CO2 ca poluant climatic, nu include gazul în ghidurile sale privind calitatea aerului și nici nu stabilește obiective recomandate pentru acesta. Datorită rolului său de gaz cu efect de seră, CO2 a fost descris drept „cel mai rău poluant climatic”.
• Monoxid de carbon (CO): CO este un gaz incolor, inodor, toxic. Este un produs al arderii combustibililor precum gazul natural, cărbunele sau lemnul. Evacuarea vehiculelor contribuie la majoritatea monoxidului de carbon aruncat în atmosferă. Acesta creează o formare de tip smog în aer care a fost legată de multe boli pulmonare și perturbări ale mediului natural și animalelor.
• Clorofluorocarburi (CFC): Emis de la bunuri care sunt acum interzise în utilizare; dăunătoare stratului de ozon. Acestea sunt gaze emise de aparatele de aer condiționat, congelatoare, spray-uri cu aerosoli și alte dispozitive similare. CFC-urile ajung în stratosferă după ce sunt eliberate în atmosferă. Acestea interacționează cu alte gaze, dăunând stratului de ozon. Drept urmare, razele UV sunt capabile să ajungă la suprafața pământului. Acest lucru poate duce la cancer de piele, probleme oculare și chiar deteriorarea plantelor.
• Oxizii de azot (NOx): Oxizii de azot, în special dioxidul de azot, sunt expulzați din arderea la temperaturi ridicate și sunt, de asemenea, produși în timpul furtunilor prin descărcare electrică. Ele pot fi văzute ca o cupolă maro de ceață deasupra sau ca un penaj în aval de orașe. Dioxidul de azot este un compus chimic cu formula NO2. Este unul dintre câțiva oxizi de azot. Unul dintre cei mai importanți poluanți ai aerului, acest gaz toxic maro-roșcat are un miros caracteristic ascuțit, mușcător.
• Mirosuri: cum ar fi de la gunoi, canalizare și procese industriale.
• Metale toxice, cum ar fi plumbul și mercurul, în special compușii acestora.

Poluanți secundari

Poluanții secundari includ:

• Ozon la nivelul solului (O3): Ozonul este creat atunci când NOx și COV se amestecă. Este o parte semnificativă a troposferei. Este, de asemenea, o parte importantă a stratului de ozon, care poate fi găsit în diferite secțiuni ale stratosferei. Reacțiile fotochimice și chimice care îl implică alimentează multe dintre activitățile chimice care au loc în atmosferă în timpul zilei și a nopții. Este un poluant și o componentă a smog-ului care este produs în cantități mari ca urmare a activităților umane (mai ales arderea combustibililor fosili).
• Azotat de peroxiacetil (C2H3NO5): format similar din NOx și COV.
• Smog fotochimic: particulele se formează din contaminanți primari gazoși și substanțe chimice. Smogul este un tip de poluare care are loc în atmosferă. Smogul este cauzat de arderea unui volum uriaș de cărbune într-o anumită regiune, rezultând un amestec de fum și dioxid de sulf.

Alți poluanți

Există multe alte substanțe chimice clasificate drept poluanți periculoși ai aerului. Unele dintre acestea sunt reglementate în SUA în temeiul Clean Air Act și în Europa prin numeroase directive legale.

Expunere

În 2012, până la 30% dintre europenii care trăiesc în orașe sunt expuși la niveluri de poluare a aerului care depășesc standardele UE de calitate a aerului.

Riscul de poluare a aerului este determinat de pericolul poluantului și de cantitatea de expunere la acel poluant. Expunerea la poluarea aerului poate fi măsurată pentru o persoană, un grup, cum ar fi un cartier sau copiii unei țări, sau o întreagă populație. De exemplu, s-ar dori să se determine expunerea unei zone geografice la o poluare a aerului periculoasă, ținând cont de diferitele micromedii și grupe de vârstă. Aceasta poate fi calculată ca o expunere prin inhalare. Expunerea trebuie să includă vârste diferite și alte grupuri demografice, în special sugari, copii, femei însărcinate și alte subpopulații sensibile. Pentru fiecare moment specific în care subgrupul se află în cadru și este angajat în anumite activități, expunerea la un poluant atmosferic trebuie să integreze concentrațiile poluantului atmosferic în ceea ce privește timpul petrecut în fiecare cadru și ratele de inhalare respective pentru fiecare subgrup. Rata de inhalare a unui copil mic, de exemplu, va fi mai mică decât cea a unui adult. O persoană tânără care se angajează în exerciții fizice intense va avea un ritm de respirație mai rapid decât un copil implicat într-o activitate sedentară. Prin urmare, expunerea zilnică trebuie să includă timpul petrecut în fiecare cadru de micromediu, precum și tipul de activități desfășurate acolo. Concentrația de poluant din aer în fiecare microactivitate/micromediu este însumată pentru a indica expunerea.

Calitatea aerului din interior

Ponderea totală a deceselor cauzate de poluarea aerului din interior, 2017

Lipsa ventilației în interior concentrează poluarea aerului, unde oamenii își petrec adesea majoritatea timpului. Gazul radon (Rn), un cancerigen, este emanat de pământ în anumite locații și prins în interiorul caselor. Materialele de construcție, inclusiv covoarele și placajul emit formaldehidă (H-CHO). Vopseaua și solvenții degajă compuși organici volatili (COV) pe măsură ce se usucă. Vopseaua cu plumb poate degenera în praf și poate fi inhalată.

Poluarea intenționată a aerului este introdusă prin utilizarea de odorizante, tămâie și alte articole parfumate. Focurile controlate cu lemne în sobele și șeminee pot adăuga cantități semnificative de particule de fum nocive în aer, în interior și în exterior. Decesele cauzate de poluarea interioară pot fi cauzate de utilizarea pesticidelor și a altor spray-uri chimice în interior, fără o ventilație adecvată. De asemenea, bucătăria modernă produce particule și gaze nocive, echipamente precum prăjitoarele de pâine fiind una dintre cele mai rele surse.

Otrăvirea cu monoxid de carbon și decesele sunt adesea cauzate de orificiile de ventilație și coșurile de fum defecte sau de arderea cărbunelui în interior. Otrăvirea cronică cu monoxid de carbon poate rezulta chiar și din luminile pilot prost reglate. Capcanele sunt încorporate în toate instalațiile sanitare domestice pentru a menține gazele de canalizare și hidrogenul sulfurat în interior. Îmbrăcămintea emite tetracloretilenă sau alte fluide de curățare chimică, timp de câteva zile după curățarea chimică.

Deși utilizarea sa a fost acum interzisă în multe țări, utilizarea pe scară largă a azbestului în medii industriale și casnice în trecut a lăsat un material potențial foarte periculos în multe localități. Azbestoza este o afecțiune medicală inflamatorie cronică care afectează țesutul plămânilor. Apare după expunerea pe termen lung și puternică la azbest din materialele care conțin azbest din structuri. Cei cu azbestoză au dispnee severă (respirație scurtă) și prezintă un risc crescut în ceea ce privește mai multe tipuri diferite de cancer pulmonar.

Efectele sănătății

Chiar și la niveluri mai mici decât cele considerate sigure de autoritățile de reglementare din SUA, expunerea la trei componente ale poluării aerului, particule fine, dioxid de azot și ozon, se corelează cu bolile cardiace și respiratorii. În 2020, poluarea (inclusiv poluarea aerului) a contribuit la unul din opt decese în Europa și a fost un factor de risc semnificativ pentru boli legate de poluare, inclusiv boli de inimă. Efectele asupra sănătății cauzate de poluarea aerului pot include dificultăți de respirație, astm și agravarea afecțiunilor respiratorii și cardiace existente. Aceste efecte pot duce la creșterea consumului de medicamente sau la creșterea vizitelor la medic. Efectele asupra sănătății umane ale calității proaste a aerului sunt de mare anvergură, dar afectează în principal sistemul respirator al organismului și sistemul cardiovascular. Reacțiile individuale la poluanții atmosferici depind de tipul de poluant la care este expusă o persoană. Cele mai comune surse de poluare a aerului includ particulele, ozonul, dioxidul de azot și dioxidul de sulf. Copiii cu vârsta mai mică de cinci ani care trăiesc în țările în curs de dezvoltare reprezintă populația cea mai vulnerabilă în ceea ce privește numărul total de decese atribuite poluării aerului din interior și exterior.

Poluarea aerului are atât efecte acute, cât și cronice asupra sănătății umane, afectând o serie de sisteme și organe diferite. Acesta variază de la iritații minore ale căilor respiratorii superioare până la boli respiratorii și cardiace cronice sau cancer pulmonar. Expunerile pe termen scurt și lung au fost legate de mortalitatea prematură și speranța de viață redusă. Bolile care se dezvoltă din expunerea persistentă la poluarea aerului sunt boli ale sănătății mediului, care se dezvoltă atunci când nu este menținut un mediu de sănătate.

Mortalitate

Decesele cauzate de accidente și poluarea aerului din utilizarea combustibililor fosili în centralele electrice le depășesc pe cele cauzate de producția de energie regenerabilă.

Organizația Mondială a Sănătății a estimat în 2014 că în fiecare an poluarea aerului provoacă moartea prematură a aproximativ 7 milioane de oameni în întreaga lume. Studiile publicate în martie 2019 au indicat că numărul poate fi în jur de 8,8 milioane. O analiză din 2022 a concluzionat că poluarea aerului a fost responsabilă pentru 6,67 (5,90–7,49) milioane de decese premature în 2019. Poluarea aerului din exteriorul urban este estimată că provoacă 1,3 milioane de decese în întreaga lume pe an. Copiii sunt în special expuși riscului din cauza imaturității sistemelor lor de organe respiratorii. Un studiu din 2020 indică faptul că pierderea medie globală a speranței de viață din cauza poluării aerului în 2015 a fost de 2,9 ani. Comunitățile cu cea mai excepțională îmbătrânire au o poluare scăzută a aerului înconjurător, ceea ce sugerează o legătură între nivelurile de poluare a aerului și a longevității.

După regiune

India și China au cea mai mare rată a mortalității din cauza poluării aerului. India are, de asemenea, mai multe decese din cauza astmului bronșic decât orice altă națiune, conform Organizației Mondiale a Sănătății. În 2019, 1,6 milioane de decese în India au fost cauzate de poluarea aerului. În decembrie 2013, s-a estimat că poluarea aerului ucide 500.000 de oameni în China în fiecare an. Există o corelație pozitivă între decesele cauzate de pneumonie și poluarea aerului din emisiile autovehiculelor. Decesele premature anuale în Europa cauzate de poluarea aerului sunt estimate la 430.000 până la 800.000. O cauză importantă a acestor decese este dioxidul de azot și alți oxizi de azot (NOx) emise de vehiculele rutiere. Într-un document de consultare din 2015, guvernul Regatului Unit a dezvăluit că dioxidul de azot este responsabil pentru 23.500 de decese premature în Regatul Unit pe an.

Cauze majore

Cea mai mare cauză este poluarea aerului generată de arderea combustibililor fosili – în principal producția și utilizarea mașinilor, producția de energie electrică și încălzirea. Un studiu realizat de Greenpeace estimează că există 4,5 milioane de decese premature anuale la nivel mondial din cauza poluanților eliberați de centralele electrice cu emisii mari. Evacuarea diesel (DE) contribuie major la poluarea aerului cu particule în suspensie.

Un studiu a arătat că poluarea aerului cu PM2,5 indusă de comerțul și consumul liber contemporan de către cele 19 națiuni G20 provoacă două milioane de decese premature anual.

Mecanisme primare

OMS estimează că în 2016, aproximativ 58% dintre decesele premature legate de poluarea aerului exterior s-au datorat bolilor cardiace și accidentului vascular cerebral. Mecanismele care leagă poluarea aerului cu creșterea mortalității cardiovasculare sunt incerte, dar includ probabil inflamația pulmonară.

Boala cardiovasculară

O analiză a dovezilor din 2007 a constatat că, pentru populația generală, expunerea la poluarea aerului înconjurător este un factor de risc care se corelează cu creșterea mortalității totale din cauza bolilor cardiovasculare. Poluarea aerului devine un factor de risc pentru accident vascular cerebral, în special în țările în curs de dezvoltare, unde nivelurile de poluanți sunt cele mai ridicate. Un studiu din 2007 a constatat că la femei, poluarea aerului nu este asociată cu accidentul vascular cerebral hemoragic, ci cu accidentul vascular cerebral ischemic. Într-un studiu din 2011, s-a descoperit că poluarea aerului este asociată cu o incidență și o mortalitate crescute din cauza accidentului vascular cerebral.

Boala pulmonară

Cercetările au demonstrat un risc crescut de a dezvolta astm și boală pulmonară obstructivă cronică (BPOC) din cauza expunerii crescute la poluarea aerului cauzată de trafic. Poluarea aerului a fost asociată cu o creștere a spitalizării și a mortalității prin astm și BPOC. BPOC include boli precum bronșita cronică. Riscul de apariție a bolilor pulmonare din cauza poluării aerului este cel mai mare pentru următoarele grupuri de persoane: sugari și copii mici, a căror respirație normală este mai rapidă decât cea a copiilor mai mari și adulților; persoanele în vârstă; persoanele care lucrează afară sau petrec mult timp afară; și cei care au boli de inimă sau plămâni.

Un studiu efectuat în anii 1960-1961 în urma poluării cu smog din 1952 a comparat 293 de locuitori ai Londrei cu 477 de locuitori din Gloucester, Peterborough și Norwich, trei orașe cu rate scăzute raportate de deces din cauza bronșitei cronice. Toți subiecții au fost bărbați șoferi de camioane poștale cu vârsta cuprinsă între 40 și 59 de ani. În comparație cu subiecții din orașele periferice, subiecții din Londra au prezentat simptome respiratorii mai severe (inclusiv tuse, flegmă și dispnee), funcție pulmonară redusă. Diferențele au fost mai pronunțate pentru subiecții cu vârsta cuprinsă între 50 și 59 de ani. Studiul a controlat vârsta și obiceiurile de fumat, astfel că a concluzionat că poluarea aerului a fost cauza cea mai probabilă a diferențelor observate. Mai multe studii au arătat că expunerea la poluarea aerului din trafic reduce dezvoltarea funcției pulmonare la copii.

Se crede că, la fel ca fibroza chistică, trăind într-un mediu mai urban, pericolele grave pentru sănătate datorită expunerii la poluare devin mai evidente.

Cancer (cancer pulmonar)

Expunerea neprotejată la poluarea aerului cu PM2,5 poate fi echivalentă cu fumatul mai multor țigări pe zi, potențial crescând riscul de cancer

Aproximativ 300.000 de decese prin cancer pulmonar au fost atribuite la nivel global în 2019 expunerii la particulele fine, conținute în poluarea aerului. O analiză a dovezilor privind dacă expunerea la poluarea aerului înconjurător este un factor de risc pentru cancer a găsit date solide pentru a concluziona că expunerea pe termen lung la particule fine crește riscul general de mortalitate non-accidentală cu 6% pe an.

Analiza a mai remarcat că locuirea în apropierea traficului aglomerat pare să fie asociată cu riscuri crescute ale acestor trei rezultate - creșterea deceselor cauzate de cancer pulmonar, decesele cardiovasculare și decesele generale non-accidentale. De asemenea, cercetătorii au găsit dovezi sugestive că expunerea la particule fine este asociată pozitiv cu mortalitatea cauzată de bolile pulmonare diverse. O altă investigație a arătat că un nivel mai ridicat de activitate crește fracția de depunere a particulelor de aerosoli în plămânul uman.

În 2011, un mare studiu epidemiologic danez a constatat un risc crescut de cancer pulmonar pentru persoanele care locuiau în zone cu concentrații mari de oxid de azot. În acest studiu, asocierea a fost mai mare pentru nefumători decât pentru fumători. Un studiu danez suplimentar, efectuat tot în 2011, a remarcat, de asemenea, dovezi ale posibilelor asocieri între poluarea aerului și alte forme de cancer, inclusiv cancerul de col uterin și cancerul de creier.

Boală de rinichi

În 2021, un studiu efectuat pe mai mulți rezidenți din Taiwan în perioada 2001-2016 a estimat că fiecare scădere cu 5 μg/m3 a concentrației ambientale de PM2,5 a fost asociată cu un risc redus cu 25% de dezvoltare a bolii renale cronice. Potrivit unui studiu de acorduri care a implicat 10.997 de pacienți cu ateroscleroză, expunerea mai mare la PM 2,5 este asociată cu albuminurie crescută.

Fertilitate

NO2

La femeile care urmează tratament FIV, creșterile de NO2 atât la adresa pacientului, cât și la laboratorul FIV au fost asociate semnificativ cu o rată mai scăzută a nașterilor vii. În populația generală, există o creștere semnificativă a ratei de avort spontan la femeile expuse la NO2.

CO

Expunerea la CO este asociată semnificativ cu avortul spontan în al doilea și al treilea trimestru.

Copii

În Statele Unite, în ciuda adoptării Clean Air Act în 1970, în 2002, cel puțin 146 de milioane de americani locuiau în zone nerealizate – regiuni în care concentrația anumitor poluanți ai aerului depășea standardele federale. Acești poluanți periculoși sunt cunoscuți ca poluanți de criteriu și includ ozonul, particulele, dioxidul de sulf, dioxidul de azot, monoxidul de carbon și plumbul. Măsuri de protecție pentru a asigura sănătatea copiilor sunt luate în orașe precum New Delhi, India, unde autobuzele folosesc acum gaz natural comprimat pentru a ajuta la eliminarea smog-ului. Un studiu din 2015 în Europa a constatat că expunerea la particule ultrafine poate crește tensiunea arterială la copii. Într-un raport al OMS din 2018, aerul poluat duce la otrăvirea a milioane de copii sub 15 ani, ducând la moartea a aproximativ șase sute de mii de copii anual.

Expunerea prenatală

Expunerea prenatală la aerul poluat a fost legată de o varietate de tulburări de neurodezvoltare la copii. De exemplu, expunerea la hidrocarburi aromatice policiclice (PAH) a fost asociată cu scoruri reduse de IQ și simptome de anxietate și depresie. Ele pot duce, de asemenea, la rezultate dăunătoare sănătății perinatale, care sunt adesea fatale în țările în curs de dezvoltare. Un studiu din 2014 a constatat că PAH ar putea juca un rol în dezvoltarea tulburării de hiperactivitate cu deficit de atenție (ADHD) în copilărie.

Cercetătorii au început să găsească dovezi pentru poluarea aerului ca factor de risc pentru tulburarea spectrului autist (ASD). În Los Angeles, copiii care locuiau în zone cu niveluri ridicate de poluare a aerului cauzată de trafic aveau mai multe șanse să fie diagnosticați cu autism între trei și cinci ani. Legătura dintre poluarea aerului și tulburările de neurodezvoltare la copii este considerată a fi legată de dereglarea epigenetică a celulelor germinale primordiale, a embrionului și a fătului în timpul unei perioade critice. Unele HAP sunt considerate perturbatori endocrini și sunt solubile în lipide. Când se acumulează în țesutul adipos, pot fi transferate prin placentă. Poluarea aerului a fost asociată cu prevalența nașterilor premature.

Sugarii

Nivelurile ambientale ale poluării aerului au fost asociate cu nașterea prematură și cu greutatea mică la naștere a copiilor. Un sondaj mondial OMS din 2014 privind sănătatea maternă și perinatală a constatat o asociere semnificativă statistic între greutatea mică la naștere și nivelurile crescute de expunere la PM2.5. Un studiu realizat de Universitatea din York a constatat că, în 2010, expunerea la PM2,5 a fost puternic asociată cu 18% din nașterile premature la nivel global.

Țările cu cea mai mare poluare a aerului asociate nașterilor premature au fost în Asia de Sud și de Est, Orientul Mijlociu, Africa de Nord și Africa subsahariană de vest. În 2019, poluarea cu particule în suspensie din Africa a dus la cel puțin 383.000 de decese premature, potrivit noilor estimări ale costului poluării aerului pe continent. Aceasta a crescut de la 3,6% în 1990 la aproximativ 7,4% din toate decesele premature din zonă.

Sursa de particule fine diferă foarte mult în funcție de regiune. ÎnAsia de Sud și de Est, femeile însărcinate sunt expuse frecvent la poluarea aerului din interior din cauza lemnului și a altor combustibili din biomasă care sunt utilizați pentru gătit. În Orientul Mijlociu, Africa Nordică și Africa subsahariană de vest, particulele fine provin din surse naturale, cum ar fi furtunile de praf. Statele Unite au avut aproximativ 50.000 de nașteri premature asociate cu expunerea la particule fine în 2010.

Un studiu efectuat între anii 1988 și 1991 a găsit o corelație între dioxidul de sulf (SO2) și particulele totale în suspensie (TSP) și nașterile premature și greutatea mică la naștere la Beijing. Un grup de 74.671 de femei însărcinate, în patru regiuni separate din Beijing, au fost monitorizate de la începutul sarcinii până la naștere, împreună cu nivelurile zilnice de poluare a aerului cu dioxid de sulf. Reducerea estimată a greutății la naștere a fost de 7,3 g pentru fiecare creștere cu 100 µg/m3 a SO2 și de 6,9 ​​g pentru fiecare creștere cu 100 µg/m3 a TSP. Aceste asociații au fost semnificative statistic atât vara, cât și iarna, deși vara a fost mai mare.

Zone „curate”

Ponderea populației expuse la niveluri de poluare a aerului peste orientările OMS, 2016.

Chiar și în zonele cu niveluri relativ scăzute de poluare a aerului, efectele asupra sănătății publice pot fi semnificative și costisitoare, deoarece un număr mare de oameni inspiră astfel de poluanți. Un studiu publicat în 2017 a constatat că în zonele din SUA unde ozonul îndeplinește standardele federale, oamenii care sunt expuși la o poluare mai mare a aerului au rate mai mari de mortalitate.

Un studiu științific din 2005 pentru British Columbia Lung Association a arătat că o mică îmbunătățire a calității aerului ar produce economii anuale de 29 de milioane de dolari în regiunea Metro Vancouver în 2010. Această constatare se bazează pe evaluarea sănătății a efectelor letale (moarte) și subletale (boală). Un studiu publicat în 2022 a constatat că populația rurală din India, ca și cea din zonele urbane, este, de asemenea, expusă la niveluri ridicate de poluare a aerului. În 2020, oamenii de știință au descoperit că stratul limită de aer de peste Oceanul de Sud din jurul Antarcticii este „nepoluat” de oameni.

Efecte agricole

Diverse studii au estimat impactul poluării aerului asupra agriculturii, în special asupra ozonului. Un studiu din 2020 a arătat că poluarea cu ozon din California poate reduce randamentul anumitor culturi perene, cum ar fi strugurii de masă. După ce poluanții atmosferici intră în mediul agricol, aceștia nu numai că afectează în mod direct producția și calitatea agriculturii, ci intră și în apele agricole și în sol. Blocarea indusă de COVID-19 a servit ca un experiment natural pentru a dezvălui legăturile strânse dintre calitatea aerului și verdeața suprafeței. În India, pandemia a indus îmbunătățirea calității aerului și a sporit activitatea fotosintezei. Pe de altă parte, agricultura în forma sa tradițională este unul dintre principalii contribuitori la emisia de urme de gaze, cum ar fi amoniacul atmosferic.

Efecte economice

Poluarea aerului costă economia mondială 5 trilioane de dolari pe an, ca urmare a pierderilor de productivitate și a calității vieții degradate. Aceste pierderi de productivitate sunt cauzate de decesele cauzate de boli cauzate de poluarea aerului. Unul din zece decese în 2013 a fost cauzat de boli asociate cu poluarea aerului, iar problema se agravează. Problema este și mai acută în țările în curs de dezvoltare. „Copiii sub 5 ani din țările cu venituri mai mici sunt de peste 60 de ori mai probabil să moară din cauza expunerii la poluarea aerului decât copiii din țările cu venituri mari”. Un studiu publicat în 2022 a constatat „o legătură puternică și semnificativă între poluarea aerului și accidentele de șantier” și că „o creștere cu 10 ppb a nivelurilor de NO₂ crește probabilitatea unui accident cu până la 25 la sută”.

Alte efecte

Poluarea artificială a aerului poate fi detectabilă pe pământ din puncte de vedere îndepărtate, cum ar fi alte sisteme planetare. De asemenea, ar putea fi posibilă detectarea civilizațiilor extraterestre în acest fel.

Dezastre istorice

Cea mai gravă criză de poluare civilă pe termen scurt a fost dezastrul de la Bhopal din India din 1984. Scurgeri de vapori industriali din fabrica Union Carbide au ucis cel puțin 3787 de persoane și au fost rănite între 150.000 și 600.000 de persoane. Regatul Unit a suferit cel mai grav eveniment de poluare a aerului când s-a format Marele Smog din 4 decembrie 1952 peste Londra. În șase zile au murit mai mult de 4.000 de persoane, iar estimările mai recente indică cifra mai aproape de 12.000.

Se crede că o scurgere accidentală de spori de antrax dintr-un laborator de război biologic din fosta URSS în 1979 lângă Ekaterinburg (fostul Sverdlovsk) ar fi cauzat cel puțin 64 de morți. Cel mai grav incident de poluare a aerului care a avut loc în SUA a avut loc în Donora, Pennsylvania, la sfârșitul lunii octombrie 1948, când 20 de persoane au murit și peste 7.000 au fost rănite.

Reducere și reglementare

Epuizarea globală a poluării aerului din jur va necesita o conducere curajosă, un surplus de resurse combinate din partea comunității internaționale și schimbări de societate extinse. Prevenirea poluării urmărește să prevină poluarea, cum ar fi poluarea aerului și ar putea include ajustări ale activităților industriale și de afaceri, cum ar fi proiectarea proceselor de producție durabile. Eforturile de reducere a particulelor din aer pot duce la o sănătate mai bună.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

+

Risc:

Mic (1–3)

Mediu (4–6)

Mare (7–10)

Foarte mare (above 10)

Risc pentru sănătate	Indicele de sănătate a calității aerului	Mesaje de sănătate
		Populație aflată în risc	Populatie generala
Mic	1–3	Activități obișnuite în aer liber.	Calitatea aerului ideală pentru activități în aer liber.
Mediu	4–6	Luați în considerare reducerea sau reprogramarea activităților obositoare în aer liber dacă aveți simptome.	Nu este nevoie să vă modificați activitățile obișnuite în aer liber decât dacă aveți simptome precum tusea și iritația gâtului.
Mare	7–10	Reduceți sau reprogramați activitățile solicitante în aer liber. Copiii și bătrânii sunt expuși riscurilor.	Luați în considerare reducerea sau reprogramarea activităților obositoare în aer liber dacă aveți simptome precum tusea și iritația gâtului.
Foarte Mare	Peste 10	Evitați activitățile solicitante în aer liber. Copiii și bătrânii ar trebui, de asemenea, să evite efortul fizic în aer liber și să rămână în casă.	Reduceți sau reprogramați activitățile obositoare în aer liber, mai ales dacă aveți simptome precum tusea și iritația gâtului.

Controlul poluării

Arderea unor obiecte poluante din Accra, Ghana

Sunt disponibile diverse tehnologii și strategii de control al poluării pentru a reduce poluarea aerului. La nivelul său cel mai de bază, planificarea utilizării terenurilor este probabil să implice planificarea zonelor și a infrastructurii de transport. În majoritatea țărilor dezvoltate, planificarea utilizării terenurilor este o parte importantă a politicii sociale.

Reglementări stricte de mediu, tehnologii de control eficiente și trecerea către sursa regenerabilă de energie ajută țări precum China și India să-și reducă poluarea cu dioxid de sulf. Dioxidul de titan a fost cercetat pentru capacitatea sa de a reduce poluarea aerului. Lumina ultravioletă va elibera electroni liberi din material, creând astfel radicali liberi, care descompun COV și gazele NOx.

Tranziția energetică

Deoarece o mare parte a poluării aerului este cauzată de arderea combustibililor fosili precum cărbunele și petrolul, reducerea acestor combustibili poate reduce drastic poluarea aerului. Cea mai eficientă este trecerea la surse de energie curată, cum ar fi energia eoliană, energia solară, energia hidro, care nu provoacă poluarea aerului. Eforturile de reducere a poluării din surse mobile includ extinderea reglementărilor către noi surse(cum ar fi nave de croazieră și de transport, echipamente agricole și echipamente mici alimentate cu gaz).

Un mijloc foarte eficient de reducere a poluării aerului este trecerea la energia regenerabilă. Potrivit unui studiu publicat în Energy and Environmental Science în 2015, trecerea la energie 100% regenerabilă în Statele Unite ar elimina aproximativ 62.000 de decese premature pe an și aproximativ 42.000 în 2050. Acest lucru ar economisi aproximativ 600 de miliarde de dolari în costuri pentru sănătate pe an.

Alternative la poluare

Sprijinul, utilizarea și extinderea infrastructurii formelor de transport public care nu provoacă poluare a aerului pot fi o alternativă cheie la poluare.

Există acum alternative practice la principalele cauze ale poluării aerului:

• Înlocuirea strategică a surselor de poluare a aerului în transporturi cu forme de transport public cu emisii mai scăzute sau, pe parcursul ciclului de viață, fără emisii, precum și utilizarea și infrastructura bicicletelor.
  • Eliminarea treptată a vehiculelor cu combustibili fosili este o componentă critică a trecerii la un transport durabil.

• Zonele aflate în aval (peste 20 de mile) ale aeroporturilor majore au emisii totale de particule în aer de două ori mai multe decat în alte zone.
• Propulsia navei și mersul în gol pot fi schimbate la combustibili mult mai curați, cum ar fi gazul natural.
• Arderea combustibililor fosili pentru încălzirea spațiilor poate fi înlocuită prin utilizarea pompelor de căldură de la sol și a stocării sezoniere a energiei termice.
• Electricitatea generată din arderea combustibililor fosili poate fi înlocuită cu energie nucleară și regenerabilă.
• Autovehiculele conduse de combustibili fosili, un factor cheie în poluarea aerului urban, pot fi înlocuite cu vehicule electrice.
• Reducerea călătoriilor în vehicule poate reduce poluarea. După ce Stockholm a redus traficul de vehicule în centrul orașului cu o taxă de congestionare, poluarea cu dioxid de azot a scăzut.
• Biodigestoarele pot fi utilizate în țările sărace în care slăbirea și arderea sunt predominante, transformând o marfă inutilă într-o sursă de venit. Plantele pot fi adunate și vândute unei autorități centrale care le va descompune într-un biodigestor modern mare.

Dispozitive de control

Prelatele și plasele sunt adesea folosite pentru a reduce cantitatea de praf eliberată de șantierele de construcții.

Poluarea aerului de la o mașină.

Următoarele articole sunt utilizate în mod obișnuit ca dispozitive de control al poluării în industrie și transport. Ele pot fie distruge contaminanții, fie îi pot elimina dintr-un flux de evacuare înainte ca acesta să fie emis în atmosferă.

• Controlul particulelor
  • Colectori mecanici (cicloni de praf, multicicloane).
  • Precipitatoare electrostatice: un precipitator electrostatic (ESP) sau un purificator de aer electrostatic este un dispozitiv de colectare a particulelor care elimină particulele dintr-un gaz care curge.
  • Casete cu saci: Conceput pentru a face față încărcăturilor grele de praf, un colector de praf constă dintr-o suflantă, un filtru de praf, un sistem de curățare a filtrului și un recipient de praf sau un sistem de îndepărtare a prafului.
  • Epuratoare de particule: un scruber umed este o formă de tehnologie de control al poluării. Termenul descrie o varietate de dispozitive care utilizează poluanți proveniți din gazele de ardere ale cuptorului sau din alte fluxuri de gaze.

Monitorizare

Monitorizarea spațio-temporală a calității aerului poate fi necesară pentru îmbunătățirea calității aerului și, prin urmare, a sănătății și siguranței publicului. O astfel de monitorizare este realizată în diferite măsuri, cu cerințe de reglementare diferite, cu acoperire regională discrepantă, de către o varietate de organizații și entități de guvernare. Unele site-uri web încearcă să cartografieze nivelurile de poluare a aerului folosind datele disponibile.

Regulare

Aer poluat în Cairo.

În general, există două tipuri de standarde de calitate a aerului. Prima clasă de standarde stabilește concentrațiile atmosferice maxime pentru anumiți poluanți. Agențiile de mediu adoptă reglementări care sunt menite să ducă la atingerea acestor niveluri țintă. A doua clasă (cum ar fi indicele de calitate a aerului din America de Nord) ia forma unei scale cu diverse praguri, care este folosită pentru a comunica publicului riscul relativ al activității în aer liber.

Zone periculoase

Punctele fierbinți de poluare a aerului sunt zone în care emisiile de poluare a aerului expun oamenii la efecte negative sporite asupra sănătății. Acestea sunt deosebit de frecvente în zonele urbane foarte populate, unde poate exista o combinație de surse staționare. Emisiile din aceste surse pot cauza boli respiratorii, astm, cancer și alte probleme de sănătate. Particulele fine, cum ar fi funinginea diesel, care contribuie la peste 3,2 milioane de decese premature în întreaga lume în fiecare an, reprezintă o problemă semnificativă. Este foarte mic și se poate așeza în plămâni și poate intra chiar și în sânge. Funinginea de motorină este concentrată în zonele dens populate, iar unul din șase oameni din SUA trăiește în apropierea unui punct periculos de poluare cu motorină. În timp ce punctele fierbinți de poluare a aerului afectează o varietate de populații, este mai probabil ca unele grupuri să fie situate în punctele fierbinți. Studiile anterioare au arătat diferențe în expunerea la poluare în funcție de rasă și/sau venituri. Utilizările periculoase ale terenurilor (facilități de depozitare și eliminare a toxicelor, unități de producție, drumuri principale) tind să fie situate acolo unde valorile proprietăților și nivelurile de venituri sunt scăzute. Statusul socioeconomic scăzut poate fi un indicator pentru alte tipuri de vulnerabilitate socială, inclusiv rasa, lipsa capacității de a influența reglementările și lipsa capacității de a se muta în cartiere cu poluare mai mică a mediului. Aceste comunități suportă o problemă de poluare a mediului și sunt mai predispuse de a se confrunta cu riscuri pentru sănătate, cum ar fi cancerul sau astmul.

Studiile arată că modelele în diferențele de rasă și venituri nu numai că indică o expunere mai mare la poluare, ci și un risc mai mare de rezultate negative asupra sănătății. Comunitățile caracterizate prin statut socio-economic scăzut și minoritățile rasiale pot fi mai vulnerabile la efectele negative cumulate asupra sănătății. Oamenii de culoare și latinii se confruntă, în general, cu mai multă poluare decât albii și asiaticii, iar comunitățile cu venituri mici suportă o povară mai mare de risc decât cele bogate. Discrepanțele rasiale sunt deosebit de distincte în zonele suburbane din sudul Statelor Unite și zonele metropolitane din Midwest și vestul Statelor Unite.

Orașe

Concentrațiile de dioxid de azot măsurate prin satelit între anii 2002–2004.

Poluarea aerului este de obicei concentrată în zonele metropolitane dens populate, în special în țările în curs de dezvoltare, unde orașele se confruntă cu o creștere rapidă. Urbanizarea duce la o creștere rapidă a mortalității premature din cauza poluării antropice a aerului în orașele tropicale cu creștere rapidă. Cu toate acestea, chiar și zonele populate din țările dezvoltate ating niveluri nesănătoase de poluare, Los Angeles și Roma fiind două exemple. Între anii 2002 și 2011, incidența cancerului pulmonar în Beijing s-a dublat. În timp ce fumatul rămâne principala cauză a cancerului pulmonar în China, numărul fumătorilor este în scădere, în timp ce ratele cancerului pulmonar cresc.

Cele mai poluate orașe din lume în 2020	Medie 2020	Medie 2019
Hotan, China	110.2	110.1
Ghaziabad, India	106.6	110.2
Bulandshahr, India	98.4	89.4
Bisrakh Jalalpur, India	96.0	-
Bhiwadi, India	95.5	83.4

Vezi și

• Gaz de evacuare
• Poluarea apei
• Smog