Částice v ovzduší a zdraví
MUDr.Helena Kazmarová Státní zdravotní ústav
[email protected]
Aerosol - suspendované částice
mnoho pojmů, které se překrývají, vztahují se ke způsobu vzorkování, k místu depozice v dýchacím ústrojí (respirabilní, thorakální, alveolární…). tuhé znečišťující látky TZL (termín z legislativy emisí), pevný/prašný aerosol, polétavý prach, suspendované částice (suspended particulate matter SPM), celkové suspendované částice (total suspended particles TSP), černý kouř (black smoke BS), jemné či ultrajemné částice (fine/ultrafine particles), PM10, PM2,5, PM1,0….
Magický pojem PM 10 (a PM2,5 respektive PM1,0) Částice, které projdou velikostně selektivním vstupním filtrem vykazujícím pro aerodynamický průměr 10 (nebo 2,5 respektive 1) µm odlučovací účinnost 50 % Zastoupení suspendovaných částic frakce PM10 v kolektoru (v % ) po průchodu selektivním odlučovačem
zastoupení částic po průchodu odlučovačem
100
Cut point 10 µm
90 80 70
50 %
60 50 40 30 20 10 0 0
1
2
4
6
8
10 12
14
16
18
20 22
velikost částic v µm
24
26
28 30
32
34
Proč je aerosol ve středu zájmu
Aerosol je velmi komplikovaná znečišťující látka Stále neznáme neúčinnou koncentraci Úroveň znečištění ovzduší aerosolem je stále relativně vysoká
Co je aerosol Různorodá směs organických a anorganických částic různého skupenství, velikosti, složení a původu
vzdušný polydisperzní systém chemicky heterogenní částice různé velikosti částic komplexní toxický a karcinogenní potenciál biochemicky aktivní složky mohou být na povrchu částic stejně jako uvnitř částic chemické složení je dáno zdrojem, ale současně je různé u různě velkých částic
Co ovlivňuje zdravotní účinky aerosolu
Vstup do organismu (velikost částic, proudění vzduchu, způsob dýchání) Tvar Chemické složení Rozpustnost Aby částice mohla uplatnit svůj biologický účinek, musí v organismu zůstat
Účinky aerosolu (1)
Dráždění (na mechanickém a chemickém principu) Alergenní působení bioaerosolů Snížení samočistící funkce a obranyschopnosti dýchacích cest-modulace imunity Dobré podmínky pro respirační infekce Zánětlivá reakce - makrofágy při fagocytóze uvolňují mediátory zánětu Karcinogenní působení
Účinky aerosolu (2) Ovlivnění srážlivosti krve (zvýšením produkce prokoagulačních faktorů v plicích a v játrech) příspěvek k akutním trombotickým komplikacím Oxidativní stres (cytokiny podporují tvorbu volných radikálů v leukocytech) Rozvoj aterosklerózy Zrychlení rozvoje chronické obstrukční plicní choroby Snížené odstraňování hlenu u pacientů s CHOPN a astmatem Nebyla zjištěna neúčinná koncentrace, odhaduje se, že se blíží přírodnímu pozadí tj. asi 3-5 µg/ m3pro PM2,5 a pro 10µg/m3 PM10
Citlivé skupiny obyvatel Ovlivnění zdraví se týká celé populace, ale vnímavost kolísá v závislosti na věku a zdravotním stavu Citlivou skupinou jsou děti, včetně kojenců a vyvíjejícího se plodu starší osoby a osoby s chronickým onemocněním dýchacího ústrojí (astma, chronická obstrukční plicní choroba) a oběhového ústrojí diabetici, citliví zejména na zánětlivé vlivy aerosolu spojené s cévními změnami a rozvojem aterosklerózy. (AHA 2010)
Používané ukazatele zdravotního stavu
Úmrtnost (zvláště KVO) Hospitalizace pro respirační onemocnění Výskyt příznaků ( kašel,..) Plicní funkce Exacerbace obtíží u alergiků Spotřeba bronchodilatancií Respirační nemocnost-bronchitida Očekávaná délka života
Účinky zvýšení denních koncentrací PM10
nárůst celkové nemocnosti i úmrtnosti, zejména na onemocnění srdce a cév zvýšení počtu osob hospitalizovaných pro onemocnění dýchacího ústrojí zvýšení kojenecké úmrtnosti zvýšení výskytu kašle a ztíženého dýchání – zejména u astmatiků, z toho vyplývající zvýšená spotřeba bronchodilatancií změny plicních funkcí při spirometrickém vyšetření.
Riziko spojené s krátkodobou expozicí částicím frakce PM10 Vzestup celkové mortality o 0,5 % při zvýšení denní průměrné koncentrace částic PM10 o 10 g/m3 nad 50 g/m3 (WHO 2006) Riziko není rovnoměrně distribuováno v populaci, týká se především citlivých osob (i když se cítí zdravé) jako jsou: starší osoby osoby s nerozpoznaným onemocněním koronárních cév nebo strukturálním srdečním onemocněním.
Další ukazatele, spojené s nárůstem Kd PM10 : hospitalizací pro respirační onemocnění u osob starších 65 let o 0,7 % spotřeby léků u dětí s chronickým respiračním onemocněním o 0,5%. počtu lidí trpících kašlem o 3,6 % lidí s podrážděním dolních dýchacích cest o 3,2 %.
Riziko spojené s chronickými účinky
snížení plicních funkcí při spirometrickém vyšetření u dětí i dospělých, zvýšení nemocnosti na onemocnění dýchacího ústrojí zvýšení výskytu symptomů chronického zánětu průdušek a spotřeby léků pro rozšíření průdušek při dýchacích obtížích zvýšení celkové úmrtnosti o 6 % (2 - 11 %) při zvýšení průměrné roční koncentrace PM2,5 o 10 g/m3 zkrácení očekávané délky života hlavně z důvodu vyšší úmrtnosti na choroby srdce a cév a pravděpodobně i rakovinu plic.
Dlouhodobá expozice PM a riziko úmrtnosti ve studii ACS (American cancer society) (kohorta cca. 0.5 milionu osob sledovaných 16 let)
Zdroj: Pope et al, JAMA 2002
Co to znamená v praxi?
Očekávaná délka života v oblastech s vysokou imisní zátěží je podle odhadu o více než rok kratší ve srovnání s oblastmi se zátěží nízkou. WHO uvádí odhad, že současná úroveň znečištění ovzduší suspendovanými částicemi v Evropě zkracuje délku života obyvatel 25 zemí EU v průměru o 8,6 měsíce. (WHO 2006)
Účinky aerosolu Hodnocení ve vztahu k
Hmotnostním koncentracím Počtu částic Velikosti povrchu částic
Částice 20nm účinnější než 200 nm průnik do intersticia – zánětlivá reakce souvisí s velikostí povrchu více než s hmotností částic
= 10 µm
1 000 částic
(1 mm3) Částice ve tvaru krychle, hraně 10 µm má objem 1 mm3 a odpovídá: 103 částic o hraně 1 µm, 106 částic o hraně 0,1 µm, 109 částic o hraně 0,01 µm a 1012 částic o velikosti 1 nm ….. ale také záleží na jejich hustotě a na velikosti specifického povrchu ……..
Která fyzikální a chemická charakteristika je zodpovědná za zdravotní účinky? •Jemné částice jsou nebezpečnější než velké částice • Extrémně malé částice (< 100 nm) • Obsah kovů v částicích • Organické látky jako jsou PAU • Endotoxiny
Děkuji Vám za pozornost
http://www.szu.cz/tema/zivotni-prostredi/odborna-zprava-ovzdusi
