Человечество борется с загрязнением окружающей среды в целом и воздуха в частности несколько веков подряд — начиная с самого появления хоть чего-то похожего на промышленное производство. Хотя необходимость заботы об экологии очевидна, существует не так много оценок эффективности этого занятия. Дабы восполнить вопиющий пробел в знаниях, американские исследователи изучили результаты одного из аспектов борьбы с загрязнением воздуха — эффект от ужесточения экологических нормативов для личного транспорта.
Автомобильный транспорт — основной «поставщик» микрочастиц PM2.5 в атмосферу. Однако это не единственный источник такого загрязнения воздуха. На деле сжигание вообще чего угодно производит огромное количество сверхмалых частиц сажи. Даже такие условно чистые виды топлива, как природный газ (метан) не могут сгореть полностью и часть углеводородов окисляется в твердую форму. Проблема еще в том, что углерод (сажа) прекрасно адсорбирует из окружающей среды летучие соединения и другие загрязнения. В итоге попавшая в легкие микрочастица оказывается не только твердым и острым мусором, повреждающим клетки физически, но и химически активным объектом с непредсказуемыми свойствами / ©Getty Images
Научная работа с результатами исследования опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ее авторы — международный коллектив ученых из университетов Гарвард, Кембридж (США), Циньхуа (Китай) и Тулуза (Франция).
Исследователи проанализировали данные по содержанию в воздухе над городами США микрочастиц PM2.5 за период с 2008 по 2017 год. Их интересовало, как отразились на этом показателе новые экологические нормы для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания — одного из главных источников подобного загрязнения. Полученные графики сопоставили с информацией по смертности от заболеваний сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Причем к последней выборке применили фильтры, позволяющие оценить, какая доля погибших однозначно «лежит на совести» микрочастиц. Ученые отмечают, что данные не могут быть точными, все подобные изыскания строятся на моделях разной степени достоверности. Однако иных способов анализа в арсенале исследователей нет и пока не предвидится. Так что в качестве первичной примерной оценки эффекта от снижения выбросов PM2.5 работа американских специалистов вполне годится.
Результаты получились весьма обнадеживающими. Во-первых, загрязнение воздуха микрочастицами действительно снижается, и снижается неплохими темпами. Во-вторых, эти меры смогли спасти жизни не менее чем 7,9 тысячи людям. А также сэкономили США порядка 270 миллиардов долларов (от 190 до 480 миллиардов, по разным подсчетам) на медицинских расходах и сопутствующих финансовых потерях для государства. Если учесть, что эффекты воздействия частиц PM2.5 на человеческий организм носят накопительный характер, то без снижения загрязнения воздуха с 2008 года к 2017-му погибло бы 48 200 людей (фактически 19 800).
Все приведенные учеными в своей статье расчетные значения — усреднения от результатов оценки по разным моделям. На деле числа варьируются в очень широких пределах, но вне зависимости от использованной методики итоговая позитивная корреляция наблюдается всегда. Это позволяет сделать вывод, что эффект от ужесточения экологических норм существует, однако его точная оценка затруднена и требует разработки более совершенных моделей.
В контексте загрязнения воздуха чаще всего нынче вспоминают пресловутый углекислый газ — CO2. Но помимо того, что им «питаются» растения с фитопланктоном, а также он является одной из причин парникового эффекта, особых «злодеяний» за данным соединением не замечено (особенно учитывая, что у глобального потепления есть не только отрицательные последствия). А вот главного «преступника» — микрочастицы PM2.5,— экоактивисты и журналисты упоминают гораздо реже.
И зря: именно этот компонент выбросов транспорта и промышленности наносит больше всего вреда человечеству. По разным оценкам, микрочастицы ответственны за примерно 150 тысяч смертей ежегодно и снижение ожидаемой продолжительности жизни на 8,6 месяца (в среднем по земному шару). Так или иначе частицы PM2.5 приводят почти к 3% летальных случаев в результате заболеваний сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также являются непосредственной причиной до 5% случаев рака легких.
Микрочастицы PM2.5 — это аэрозоли из твердых и жидких частиц размером от 10 нанометров до 2,5 микрометров (верхняя граница и определяет название). Когда речь заходит о жидких и твердых примесях в атмосферном воздухе (particulates, FSP, fine suspended particles, fine particles, fine particulate matter), имеются в виду именно они. Все, что меньше — уже отдельные молекулы и атомы, крупнее — задерживается большинством фильтров, в том числе дыхательной системой человека и животных. Однако габариты частиц PM2.5 позволяют им беспрепятственно проникать в кровеносную систему через альвеолы легких. И вот здесь начинаются серьезные проблемы.
Микрочастицы присутствуют в воздухе всегда. Если их количество на единицу объема не превышает определенных порогов, то организм справляется с загрязнением. Что-то выходит естественным путем, а оставшееся не успевает за время жизни животного или человека наделать бед. Но промышленность и транспорт выбрасывают в атмосферу огромные количества загрязнений, которые накапливаются в воздухе и попадают в легкие всего, что дышит. Конкретные механизмы повреждения сердечно-сосудистой и дыхательной систем частицами PM2.5 еще до конца не изучены, но общие эффекты известны.
При длительном (месяцы и годы) вдыхании воздуха с повышенным содержанием загрязнений PM2.5 в организме млекопитающих начинают происходить серьезные изменения:
Избежать вдыхания микрочастиц невозможно, а в городском воздухе их концентрация всегда высока. Причем четко определить безопасные пороги довольно сложно, хотя в большинстве стран и установлены некие нормативы. В общем и целом правило простое — чем меньше PM2.5 попадает в организм, тем лучше. Но современная экономика не может избавиться от двигателей внешнего и внутреннего сгорания, которые производят львиную долю микрочастиц. Так что в обозримом будущем воздух радикально чище не станет.
