Что такое микрочастицы и угрожают ли они человеку? А микропластик?

Невидимая угроза

Первые научные работы, в которых упоминаются микрочастицы, появились в 2000-х. Тогда же был введен термин «взвешенные частицы» (PM). По сути, это загрязнитель атмосферного воздуха, который состоит из смеси твердых и жидких частиц. Выделяют частицы диаметром менее 10 микрометров (PM10) и микроскопические — менее 2,5 микрометра (PM2,5). К слову, толщина человеческого волоса — около 80 микрометров.

Установлено, что они повышают смертность, прежде всего, от сердечно-сосудистых и уже потом респираторных заболеваний и рака легкого. Ученые выяснили, что из-за мелких частиц в воздухе и тропосферного озона (второй по значимости загрязнитель воздуха) ежегодно уходят из жизни 8,34 миллиона человек. То есть примерно каждый тысячный землянин каждый год становится жертвой невидимых глазу «убийц».

Казалось бы, мы дышим легкими, почему же сердце страдает больше легких?? Дело в том, что наши легкие плохо приспособлены к фильтрации частиц меньше 2,5 микрометра. В основном потому, что в природе их относительно мало. Поэтому бóльшая часть таких микрочастиц быстро проходит через легкие непосредственно в кровеносные сосуды и дальше распространяется по организму.

Как только микрочастица попадает в кровоток, к ней тут же устремляются его «стражи», например тромбоциты. Те связываются с инородной частицей, что в теории должно быстро вывести ее из кровеносной системы. Но бывают ситуации, когда микрочастиц слишком много. Кроме того, после 35 лет наша сердечно-сосудистая система становится все более уязвимой.

Что будет, если вы бросите в систему с насосом твердый комок? Он заклинит насос (в кровеносной системе его роль играет сердце). Так и поражают микрочастицы: после резкого роста их концентрации в воздухе число инфарктов и инсультов возрастает.

Микропластик — это тоже микрочастицы?

В последнее время в инфополе появляются материалы о микропластике как о виде взвешенных микрочастиц. На самом деле причислять микропластик к взвешенным микрочастицам некорректно. Микропластиком считают крошечные частицы пластика, размер которых варьируется от 5 миллиметров до 0,001 миллиметра (1 микрона). Взвешенные частицы, о которых мы говорим, имеют другую природу происхождения.

В отличие от микрочастиц, опасность которых для наших организмов доказана, однозначных свидетельств вреда пластика для человека нет. Дело в том, что пластик химически инертен, то есть не вступает во взаимодействие с окружающей средой. Правда, следует понимать, что этот вопрос все еще недостаточно изучен.

Микропластик распространяется в основном с водой, в том числе дождевой. Поэтому и в организм микропластик поступает с водой или едой. К счастью, он не скапливается в нашем организме. Поступающее в пищеварительный тракт и непереваренное там (а пластик просто так переварить малореально) либо выделяется естественным путем, либо, в намного меньшей степени, всасывается в кровоток.

Откуда берутся микрочастицы?

Источников, откуда появляются микрочастицы разного происхождения, полно. Двигатели внутреннего сгорания, твердые виды топлива, строительство, добыча ископаемых, производство цемента, керамики, кирпича, истирание дорожного покрытия и тормозных колодок принято считать источниками первичных микрочастиц. Вторичные — продукты трансформации окиси азота, которые выбрасываются автотранспортом и промышленностью, а также двуокись серы, (образуется из-за сжигания содержащего серу топлива). ТЭЦ, работающие на угле, — один из главных источников. При сжигании этого топлива миллионы тонн частиц размером до 2,5 микрометра (PM2,5) оказываются в воздухе.

Другой источник микрочастиц — пылевые бури. Вместе с ними из засушливых районов (например, Сахары) в Южную Европу по воздуху мигрирует значительное количество бактерий, вирусов, спор, железа и ртути. Вместе с микрочастицами они могут вызывать или усугублять сердечно-сосудистые и респираторные заболевания, аллергические реакции и приступы астмы. Особенно актуально это для южных регионов России, что и наблюдалось 26 апреля в Краснодаре, Туапсе и Сочи.

Международный мониторинг The National Emission Inventory называет главными источниками микрочастиц сжигание топлива, дорожную пыль, сельское хозяйство, пожары и строительную пыль.

Австралия, Эстония, Финляндия, Гренада, Исландия, Маврикий и Новая Зеландия — только эти страны в 2023 году могут похвастать тем, что не превысили годовой уровень допустимой загрязненности атмосферы микрочастицами, отмечается в ежегодном докладе IQAir.

Самым грязным в плане концентрации микрочастиц признан воздух в Бангладеш, где в него попадают выбросы от угольных ТЭЦ и сжигания дров. Россия находится ближе к концу рейтинга (94-я позиция) с неплохим показателем чистоты воздуха. Однако в ряде российских городов, таких как Норильск, Чита, Красноярск и Челябинск, ситуация близка к критической. Причина все та же — угольные ТЭЦ и печное отопление. В случае с Читой ученые называют еще и неудачный выбор места для города. Он расположен в котловине между горами, из-за чего выбросы не рассеиваются быстро.

Очевидно, что для вышеперечисленных российских городов кардинально улучшить ситуацию с качеством воздуха можно только с переходом на другие источники энергии.

Воздух с наибольшей концентрацией PM2,5 фиксируется на Ближнем Востоке, в Африке, Центральной и Южной Азии. Основными источниками загрязнения там традиционно выступают выбросы угольных и дизельных электростанций, сажа от сжигания лесов ради пальмовых плантаций, природные пожары.

Правда ли, что мы получаем микрочастицы, живя в большом городе?

Человек получает микрочастицы везде. Во влажном экваториальном климате, живя вне города и готовя на электроплите, можно получать их в 100 с лишним раз меньше, чем находясь в Пекине, или как минимум в 10 раз меньше, чем в Милане в дни южных ветров. Но если вы горожанин, совсем избежать этого не получится.

Китайские ученые установили, что если дома стоит газовая плита, то вероятность артрита у жильцов на 76 процентов выше, чем у тех, кто живет в доме с электроплитой. Все дело в микрочастицах, которые образуются в результате сжигания газа. Вероятность артрита и прочих последствий становится еще выше, если в районе есть газовая котельная. Большое число автомобилей и заводы тоже вносят вклад.

Что можно сделать, чтобы меньше поглощать микрочастиц?

Стоит критически подходить к выбору места проживания. Выбирая жилье, российскому горожанину лучше задуматься, покупать ли квартиру рядом с угольной ТЭЦ или заправкой. Очевидно, не стоит практиковать пробежки или выгуливать младенца вблизи автотрасс, не ездить на велосипеде рядом с потоком автомобилей. Нелишне следить за состоянием качества воздуха при помощи онлайн-сервисов Росгидромета.

Важно предусмотреть, какое оборудование установлено в жилье. Квартира или дом с электроплитой намного безопаснее, чем с газовой, которая способствует выработке микрочастиц. Газовый котел в доме хуже, чем отопление от газовой котельной (котел ближе к вам, и труба у него ниже).

Можно ли отказаться от источников микрочастиц?

Проблема в том, что многие российские города до сих пор завязаны на угольные ТЭЦ и печное отопление. При сжигании угля в воздух выбрасывается большое количество пыли, оксид углерода и самый токсичный загрязнитель — бензпирен. Жители Красноярска о центральном газоснабжении мечтают до сих пор.

С 2022 года в Красноярском крае действует программа по переводу частных домовладений на экологичное отопление. Снизить выбросы пытаются в том числе за счет перевода частного сектора с угольного оборудования на более экологичное. Но пока ситуация там и в других российских регионах, где воздух содержит много взвешенных частиц, кардинально не меняется. Следовательно, говорить об отказе от источника этих вредных веществ пока нереально.

Что будет с «микрозагрязнениями» в будущем?

Больше половины из микрочастиц дают мировая энергетика и отопление. Солнечные (СЭС) и ветряные (ВЭС) электростанции действительно не могут закрыть полностью наши потребности в энергии и совсем вытеснить углеводородные ТЭС, но АЭС вполне могут, и в ближайшие 100-150 лет к этому неизбежно все придет. Просто потому, что газ и уголь спустя столетие будут слишком дороги, чтобы продолжать их сжигать.

Высока вероятность решения проблем с мощнейшим выносом микрочастиц из Сахары и Гоби. Как мы уже писали, во все прошлые глобальные потепления Сахара и Гоби зарастали и становились саваннами. Михаил Будыко — советский климатолог, первым заявивший о неизбежности глобального потепления, — еще в 1980-х установил, что аналогичные процессы произойдут и в XXI веке. В саваннах растительность удерживает грунт и не дает ему в виде микрочастиц подниматься в воздух и пролетать тысячи километров.

Так что с высокой вероятностью нынешние восемь миллионов смертей в год от микрочастиц уже к концу века сократятся как минимум в пару раз, если не больше. Но если мы хотим дожить до этого времени, стоит принять меры сегодня.