Vliv znečištění ovzduší na zdraví dětí a problémy s dýcháním

Znečištění ovzduší je naléhavým problémem, který má závažné důsledky na globální úrovni. Ovzduší obsahuje různé škodlivé látky, které mohou negativně ovlivnit lidské zdraví a životní prostředí. Znečištěné ovzduší si může vybrat svou daň v různých podobách od respiračních onemocnění po kardiovaskulární problémy. Má vliv i na neurologický vývoj dětí.

Účinná opatření k omezení emisí a podpora udržitelných postupů jsou nezbytné pro ochranu našeho zdraví a budoucnosti planety. Znečištění ovzduší představuje hlavní environmentální rizikový problém celého světa. Zdravotní problémy mohou nastat v důsledku krátkodobého i dlouhodobého vystavení se znečišťujícím látkám v ovzduší. U některých látek přitom stačí pouze velmi malá expozice na to, aby se projevil jejich negativní efekt.

Přibližně 99 % světové populace dýchá ovzduší, ve kterém alespoň jednou v roce překračuje koncentrace jedné či více znečišťujících látek hodnotu doporučenou pokyny WHO.

Dospělý člověk spotřebuje denně kolem 15 kg vzduchu, z nichž se při klidném dýchání asi 1/2 kg kyslíku vstřebává do krve a je metabolizováno v těle. Ve srovnání s denní spotřebou přibližně 1,5 kg potravin a asi 2 l vody k pitným účelům je to značné množství. Člověk je až na výjimečné případy vždy odkázán na ovzduší, ve kterém se bezprostředně nachází bez možnosti jakéhokoliv výběru. Dýchací systém je branou, jíž do organismu vstupují nejen plyny tvořící normální ovzduší, ale i plynné imise, které se dostanou do ovzduší jako znečišťující látky škodlivé až toxické pro organismus.

Do organismu se dostávají tuhé imise (prach, popílek, saze) a mikroorganismy (baktérie, viry, spory plísní apod.). Při tom mají velký význam také fyzikální vlastnosti ovzduší (teplota, vlhkost, ionizace, barometrický tlak aj.).

Čtěte také: O projektu Klokánek

Složení ovzduší a jeho vliv na člověka

Kromě stálých složek atmosféry se v něm nacházejí další komponenty přirozeného původu, jejichž koncentrace značně kolísají. Jsou to, vedle již zmíněné vodní páry, oxidy dusíku a ozón vznikající za bouří v elektrických výbojích, oxid siřičitý, fluorovodík a chlorovodík vulkanického původu, sulfan z výronů kyselého přírodního plynu, ze sopek nebo jako produkt činnosti sirných baktérií. Prach a aerosoly přirozeného původu v ovzduší představují solné částice pocházející z mořské vody, různé typy kondenzačních jader, půdní a rostlinné části, z nichž zejména rostlinné pyly mají z hlediska zdravotního pro nezanedbatelnou část populace značný význam, spóry baktérií apod. Nad mořskou hladinou lze najít nejmenší koncentrace částic v ovzduší (4 mg částic na 1 m3 převážně soli).

Zatímco dusíku je v normálním ovzduší asi 78 objemových procent, kyslíku pak asi 20 %, je oxidu siřičitého, který se do ovzduší dostává např. s kouřovými emisemi ze spalování uhlí asi kolem 1 desetitisíciny objemového %. Rozhodující je parciální tlak kyslíku, který činí 21,3 kPa. Ve výšce 5000 m nad mořem při atmosférickém tlaku 54 kPa je parciální tlak kyslíku jen 11,3 kPa a ve výšce 10 000 m nad mořem je 5,6 kPa.

Vzdušné ionty

Vzdušné ionty jsou drobné částice (molekuly, skupiny molekul, kondenzační jádra, mikroskopické prašné částice), které mají indukovaný elektrický náboj (kladný nebo záporný), vzniklý ztrátou nebo získáním elektronu. Mění se podle aktuálních okolnosti atmosféry. Je vyšší v horních vrstvách atmosféry nebo při některých pracovních procesech (sváření elektrickým obloukem, při práci s rtg paprsky, v okolí zdrojů ultrafialového záření apod.). V atmosféře sídlišť a průmyslových zón je lehkých iontů poměrně málo. Zde je zvýšeno množství těžkých iontů (20-30 tisíc na m3).

Lehké ionty jsou nad hladinou oceánů kolem 400-500 tisíc na m3, zatímco ve znečištěném atmosféře klesají na 100 v m3. Vykouření jediné cigarety v místnosti výrazně snižuje jejich koncentraci na dobu několika hodin. Působení změn ionizace ovzduší na organismus se uplatňuje hlavně přes dýchací orgány, kde ionty nejsnáze odevzdávají svůj náboj. Indikátory jejich účinku je pozorování činnosti řasinkového epitelu v dýchacích cestách, produkce hlenu, změn na elektroencefalogramu, změn krevního tlaku, pH krve, bazálního metabolismu, tvorba hormonů, rychlosti dýchání, teploty a také subjektivních pocitů čilosti nebo únavy.

Několik odborných prací ukázalo, že existuje kladný vliv lehkých negativních iontů na hypertenzi, Basedowovu chorobu, bronchiální astma, revmatismus, tuberkulózu a také na celkové ladění organismu. Na základě pozitivních zkušeností s působením lehkých negativních iontů byly vyvinuty ionizátory ovzduší. Nejčastěji se využívá tzv. tichého korónového výboje, při kterém ale může vznikat i větší množství ozónu a oxidů dusíku, což je nevhodné. Tzv. ozonizátory, doporučované občas pro potlačování zápachů apod., jsou pro dráždivost ozónu i současně s ním vznikajících oxidů dusíku zcela nevhodné.

Čtěte také: Fond ohrožených dětí a Klokánek

Znečišťující látky a jejich vliv

Jen velmi málo primárních znečištěnin si zachovává trvale svou chemickou identitu po vstupu do ovzduší. Skupina látek vytvářených v atmosféře reakcemi mezi znečištěninami buď za pomoci fotoaktivace (hlavně UV záření), nebo i bez ní - někdy označované jako sekundární emise, mohou byt dokonce škodlivější než látky výchozí. Nejznámější z těchto reakcí jsou ty, při nichž vzniká oxidační (dnes označovaný jako letní) smog.

Částice prachu a aerosoly

Částice větší než 100 μm poměrně rychle sedimentují a mají proto relativně neveliký přímý zdravotní význam. Kvůli velikosti je omezena i jejich interakce s jinými znečištěninami ovzduší. Mohou to být anorganické prachy např. Pro svůj značný povrch dávají dobrou příležitost ke slučování a jiným reakcím na nich adsorbovaných plynných nebo kapalných znečištěnin. Vedle toho rozptylují světlo. Při jejich vyšším obsahu v ovzduší může docházet ke značnému snižování viditelnosti.

Částice menší než 10 μm se označují jako aerosol. Hmotnostně je jejich obsah ve vzduchu poměrně malý. Mají velký biologický význam. Za 24 hodin se jich dostane do dýchacího systému téměř 0,01 g, což je několik miliard částic, většinou menších než 1 μm, které infiltruji průdušinkami až do plicních sklípků. Částice menší než 0,01 μm se začínají chovat jako plynné molekuly. Postupně klesá jejich retence v plicích a částice menší než 0,001 μm jsou vydechovány. Částice větší než 10 μm jsou zachycovány v horních dýchacích cestách. Řasinkový epitel přestavuje mukociliární eskalátor, na kterém ulpívají prašné částice.

Škodlivost prachů a aerosolů závisí na jejich retenci v plicích a ta je v rozhodující míře ovlivněna jejich disperzitou. Distribuční křivka vyjadřuje relativní frekvenci zastoupení jednotlivých velikostních tříd zachycených částic a je zásadní pomůckou při posuzování rozsahu hygienického rizika při inhalaci daného prachu.

Chemické složení prachu je další významný faktor při posuzování zdravotního rizika inhalace. Jestliže prach nemá specifické biologické účinky a působí jenom zaprášení plic, mluvíme o prachu biologicky inertním. Obvykle ale, se jedná o prach biologicky agresivní a v důsledku jeho vdechování vznikají různé plicní koniózy. Klasický příklad prachu s fibroplastickými účinky je křemičitý prach. Dojde tedy ke, zvláště mezi horníky a brusiči obávané, silikóze. Prach azbestový, hlavně po dlouhodobé inhalaci dlouho vláknitého prachu, může způsobit zhoubný novotvar poplicnice nebo pohrudnice kromě klasické azbestózy. Prach obsahující beryllium při imunosupresi může způsobit berylliózu.

Čtěte také: Dětské ekologické aktivity

Kromě disperzity a chemického složení prachu mají zásadní význam také jeho fyzikální vlastnosti. K nim patří smáčivost, krystalická struktura a morfologie prachu, tedy tvar inhalovaných částic. Např. zkoumání provedená mezi obyvateli Sahary ukázala, že ačkoliv prach zvednutý větrem je převážně čistý oxid křemičitý, nebyla u exponované populace nalezena silikóza. Tyto nálezy byly vysvětlovány tím, že křemičitý prach pouště, a tedy i jeho částice, jsou díky dlouhodobé abrazi převážně kulovité a pouze čerstvě vzniklé částice vyznačující se hranami, hroty a jehlicovitými strukturami mohou vyvolat vznik typických silikotických uzlíků.

Další znečišťující látky

Sloučeniny síry mají hlavně podobu oxidů SO2 a SO3, dále pak sulfanu a sirouhlíku. Ze sloučenin dusíku jsou nejvýznamnější jeho oxidy a amoniak. Oxidy dusíku vznikají při hoření za vysokých teplot, tedy především ve všech elektrárnách a teplárnách na fosilní paliva, a ve válcích pístových motorů. Oxidy uhlíku CO2 a CO vznikají při úplném, resp. nedokonalém spalování uhlíkatých paliv (hlavně z automobilové dopravy). Vysoké koncentrace CO mohou být i na některých pracovištích, např. v kotelnách. Halogenové sloučeniny, např. HF nebo HCl, se do ovzduší dostávají při některých metalurgických procesech.

Organických sloučenin je ve znečištěném ovzduší velké množství, hlavně nasycené i nenasycené uhlovodíky alifatické i aromatické a jejich kyslíkaté i halové deriváty. Jsou emitovány jako páry nebo prchavé sloučeniny. Řada polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU) má prokazatelné karcinogenní vlastnosti. Mezi organickými látkami v ovzduší nacházíme také silně dráždivé sloučeniny jako formaldehyd, kyselina mravenčí, akrolein a další. Hlavním zdrojem těchto uhlovodíků jsou automobilové motory, především dvoutaktní a čtyřtaktní benzínové.

Radioaktivní látky, např. ve formě radioaktivního stroncia, izotopů jódu, cézia a dalších prvků, mohou ohrožovat zdraví člověka. Současný rozvoj jaderných elektráren přinesl některé potíže téměř výhradně však v případě havárií, jak se to projevilo již dříve při haváriích ve Windscale (1956, Anglie), Three Mile Island (1979, USA) a zejména při havárii bloku jaderné elektrárny v Černobylu v roce 1986.

Atmosférické reakce

Hlavním podkladem atmosférických reakcí jsou pevné částice. Na jejich povrchu se vstřebávají molekuly plynu. V nejjednodušším případě mohou spolu v ovzduší reagovat dvě látky, jako je např. slučování aerosolu kyseliny sírové s oxidy kovů. Tento příklad představuje neutralizaci vytvářením solí. Zejména však některé sírany kovů nejsou méně škodlivé než oxidy síry samy o sobě. Tyto sírany představují suchou fázi kyselých imisí. Poznání této skutečnosti je jedním z vážných argumentů používaných proti čpavkové metodě odsiřování emisí.

Mezi hlavní fotochemické reakce spouštěné UV zářením, při nichž vznikají sekundární emise významného zdravotního dosahu, patří disociace oxidu dusičitého NO2 na NO a atomární kyslík ve stavu zrodu, které jsou schopny startovat řetěz dalších reakcí, při nichž vznikají velmi dráždivé látky jako ozón, různé radikály (alkyly, formyly) či látky peroxidické povahy (peroxiacetylnitrát).

Smog a kouření

V souvislosti s rostoucími problémy ve znečišťování atmosféře se tradičně používá název smog, často však nesprávně a v nevhodných souvislostech. Redukční typ smogu, tzv. londýnský smog, je směsí kouře, oxidů síry a dalších plynných spodin spalování uhlí při vysoké relativní vlhkosti vzduchu a je obvykle doprovázen hustou mlhou. Oxidační typ smogu, tzv. losangeleský, dnes označovaný jako letní smog, vzniká na základě zplodin spalování kapalných a plynných paliv a jeho vznik je spojován s masivním znečišťováním ovzduší výfukovými plyny automobilů.

Kouření má podstatně negativní účinek na zdraví z toho důvodu, že ani v oblastech s nejvíce znečištěným ovzduším a za nepříznivých povětrnostních podmínek se obvykle nesetkáváme s takovou mírou expozice člověka, která by byla srovnatelná s expozicí silného kuřáka. Přitom významného zlepšení zdravotního stavu téměř poloviny populace by bylo možné dosáhnout radikálním omezením spotřeby cigaret bez jakýchkoliv investic. Pro odvykání kouření by mělo sloužit vedle poraden také správně zaměřené působení hromadných sdělovacích prostředků. Za slibný pomocný prostředek k odvykání kouření se pokládá podle doporučení 5. světové konference o kouření a zdraví, Winnipeg 1983, také žvýkací guma obsahující nikotin.

Dopady znečištění ovzduší

Odhady WHO ukazují, že asi 6,7 milionu úmrtí způsobených převážně neinfekčními chorobami lze přičíst společným účinkům znečištění vzduchu v okolním prostředí a v domácnostech, WHO. Znečištění ovzduší je rizikovým faktorem mnoha hlavních příčin úmrtí. Důsledkem znečištění jsou respirační dopady a kardiovaskulární a cerebrovaskulární onemocnění: ischemická choroba srdeční a mozková mrtvice. V roce 2013 byly tyto částice zařazeny také jako příčina rakoviny plic.

Prenatální expozice PAU pak může souviset s výrazně nižší porodní hmotností a pravděpodobně také s negativním ovlivněním kognitivního vývoje dětí. Oxid dusičitý je agresivní prudce jedovatý plyn, jehož koncentrace nad 200 μg/m3 může způsobovat vážné záněty dýchacích cest a souvisí s výskytem bronchitidy a astmatu u dětí. Koncentrace ozonu v ovzduší může způsobovat dýchací problémy, astma, omezovat činnost plic nebo způsobovat plicní choroby. SO2 ovlivňuje dýchací soustavu a funkci plic a způsobuje podráždění očí. Radon může být jednou z hlavních příčin rakoviny plic. Studie v Evropě, v Severní Americe a v Číně navíc potvrdily, že zdravotní rizika představuje i nízká koncentrace radonu.

Krátkodobá i dlouhodobá expozice látkám znečišťujícím ovzduší je spojována s dopady na zdraví. Závažnější dopady postihují lidi, kteří jsou již nemocní. Děti, senioři a chudí lidé jsou náchylnější. Dlouhodobé dopady znečištěného ovzduší podle statistik zkracují lidský život v průměru až o deset měsíců. Zejména v městských oblastech v roce 2020 vedla expozice PM2,5 v koncentraci nad úroveň směrnic WHO (z roku 2021) k 238 000 předčasných úmrtí v EU-27. V roce 2020 poklesla předčasná úmrtí připisovaná expozici PM částicím o 45 % v EU-27 ve srovnání s rokem 2005. Znečištění ovzduší rovněž poškozuje suchozemské a vodní ekosystémy.

V roce 2020 vedlo znečištění ovzduší k významnému počtu předčasných úmrtí ve 27 členských státech EU (EU-27). Expozice jemným částicím nad úrovní směrnice WHO (z roku 2021) měla za následek 238 000 předčasných úmrtí, expozice oxidu dusičitému nad příslušnou směrnou úroveň vedla k 49 000 předčasným úmrtím. Znečištění ovzduší kromě předčasných úmrtí způsobuje nemocnost.

Znečištění ovzduší je zdravotní a ekologický problém ve všech zemích světa, ale s velkými rozdíly v závažnosti. Nejvyšší úmrtnost na znečištění ovzduší evidujeme v zemích s nízkými až středními příjmy. Znečištění vzduchu v interiéru je jedním z největších světových ekologických problémů zejména pro nejchudší obyvatelstvo světa, které často nemá přístup k čistým palivům na vaření.

Přibližně 1/3 světové populace vaří na otevřeném ohni nebo na neefektivních kamnech poháněných petrolejem, biomasou (dřevo, zvířecí trus a rostlinný odpad) a uhlím, což způsobuje škodlivé znečištění ovzduší v domácnostech. Ženy a děti, které jsou obvykle odpovědné za domácí práce, jako je vaření a sběr dřeva, nesou největší zdravotní zátěž z používání znečišťujících paliv a technologií v domácnostech. Děti jsou zároveň významnou rizikovou skupinou. Téměř polovina (44 %) všech úmrtí na infekce dolních cest dýchacích u dětí do 5 let je způsobena vdechováním pevných částic (sazí) ze znečištěného ovzduší domácností.

Benzo(a)pyren (B(a)P) a jeho vliv na zdraví

V současnosti jsou v Česku hlavním zdrojem znečišťujících látek PM částice, které vznikají při vytápění domácností při spalování dřeva, uhlí nebo odpadů. Následují emise z průmyslu a dopravy. Mezi další znečišťující látky, které vyvolávají velké obavy, patří přízemní ozon (O₃) a polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU), mezi které patří i Benzo(a)pyren (B(a)P). B(a)P je všude kolem nás, v půdě, vodě, ve vzduchu. Vzniká při spalování uhlo­vodíků, ale také při zpracování potravin (grilování, pečení, pražení) a má toxické, mutagenní a karcinogenní účinky.

Jako hlavní zdroj emisí B(a)P v ČR byla identifikována lokální topeniště na pevná paliva, proto se zakazuje spalování uhlí ve sporácích, kamnech a malých kotlích třídy 1 a 2. Spalování uhlí ve starých kotlích produkuje nejen velké množství prachu a sazí, ale také karcinogenních látek. MŽP připravuje novelu zákona o ovzduší, která přinese nové požadavky na technické a emisní parametry i pro malé zdroje znečištění (tedy i pro domovní kotle a kamna), platné od začátku roku 2014, zpřísníme rovněž kvalitativní požadavky na paliva takže do roku 2014 z trhu úplně zmizí méně kvalitní druhy uhlí.

Dýcháním přijme nekuřák pobývající celý den na ulici do 20 ng B(a)P. Pobyt v zakouřené místnosti znamená i pro nekuřáka bonus o hodnotě 10 ng. Hlavním zdrojem B(a)P jsou pro nekuřáka potraviny. V městských aglomeracích vede vliv emisí PAU z dopravy a domácích topenišť, k navýšení zdravotních rizik o 1 až 2 případy onemocnění z 10tisícové populace.

Oxidy síry (SOx) a jejich vliv na zdraví

Do této skupiny látek patří oxid siřičitý (SO2) a oxid sírový (SO3). Oxid siřičitý je bezbarvý štiplavý plyn s teplotou varu -10,2 °C. Je nehořlavý a rozpouští se ve vodě za vzniku kyselého roztoku, přičemž jeho rozpustnost je silně závislá na teplotě: při 20 °C činí 113 g.l-1, zatímco při 0 °C již 228 g.l-1. Oxid sírový je meziproduktem při výrobě kyseliny sírové a jedná se o tuhou nebo kapalnou látku dobře rozpustnou ve vodě za vzniku kyseliny sírové.

U oxidů síry můžeme zmínit několik zdrojů emisí. Jedním je spalování paliv obsahujících síru, dále jsou to úniky z průmyslu a pak také zdroje neantropogenního charakteru. Antropogenní zdroje emisí můžeme shrnout následovně:

• výroba elektrické energie
• výroba tepelné energie
• rafinerie ropy
• dopravní prostředky
• zpracování kovů

Oxid siřičitý může způsobovat širokou škálu negativních dopadů jak na životní prostředí, tak na zdraví člověka. Během určité doby v ovzduší přechází fotochemickou nebo katalytickou reakcí na oxid sírový, který je hydratován vzdušnou vlhkostí na aerosol kyseliny sírové. Kyselina sírová může reagovat s alkalickými částicemi prašného aerosolu za vzniku síranů. Při nedostatku alkalických částic v ovzduší dochází k okyselení srážkových vod až na pH < 4. Tímto způsobem oxidy síry společně s oxidy dusíku tvoří takzvané kyselé deště.

Oxidy síry byly také podstatnou příčinou vzniku tzv. Oxid siřičitý je smyslovými orgány rozpoznán až při koncentraci 2 až 3 mg.m-3 (sladká chuť v ústech). Při běžných koncentracích kolem 0,1 mg.m-3 oxid siřičitý dráždí oči a horní cesty dýchací. Při koncentraci 0,25 mg.m-3 dochází ke zvýšení respirační nemocnosti u citlivých dospělých i dětí. Koncentrace 0,5 mg.m-3 vede k vzestupu úmrtnosti u chronicky nemocných lidí. Významně ohroženou skupinou lidí jsou především astmatici, kteří bývají na působení oxidů síry velmi citliví (zúžení průdušek). Chronická expozice negativně ovlivňuje řadu životně důležitých funkcí - krvetvorbu, metabolismus glycidů, poškozují plíce (CHOPN) a srdce.

Kvalita ovzduší v České republice

Míra znečištění ovzduší je objektivně zjišťována pomocí sítě měřicích stanic ve všech krajích České republiky. Obdobně jako v předchozích letech přetrvává jako hlavní problém kvality ovzduší znečištění prachovými částicemi PM10 a PM2,5. V oblastech, kde koncentrace PM10 v roce 2006 překročily imisní limity, žije více než 62 % populace. Nejzávažnější situace je v tomto ohledu z hlediska výše překračování imisních limitů v Moravskoslezském kraji, zejména v oblasti Ostravsko-Karvinska. Problematické jsou pak dále z pohledu četnosti překračování zejména Praha, Ústecký kraj a jižní Morava. K hlavním zdrojům emisí patří automobilová doprava a vytápění domácností. V Moravskoslezském kraji k tomu navíc „pomáhají“ dvě průmyslová odvětví ¬- hutnictví a zpracování paliv - a imise ze sousedního Polska.

Zároveň došlo k zastavení dosud klesajícího trendu koncentrací oxidu siřičitého a naopak k jeho mírnému vzestupu na všech lokalitách ČR. Tento mírný nárůst byl kromě nepříznivých meteorologických podmínek v prvních měsících roku pravděpodobně způsoben také návratem ke spalování uhlí v řadě obcí.

V Praze v roce 2018 byly imisní limity překročeny na 97 % území města. Mohla za to především koncentrace přízemního ozonu, který na rozdíl od toho stratosférického lidem škodí. V roce 2020 se kvalita pražského ovzduší podstatně zlepšila. Za tyto mimořádné výsledky může nejen nouzový stav a celkové zklidnění, ale také příznivé meteorologické podmínky: mírná zima, kdy se méně topilo, zároveň chladnější léto s dostatkem srážek.

tags: #děti #emise #problémy #s #dýcháním #uhlí

Oblíbené příspěvky:

• Klasifikace přírody
• Tipy pro kuchyni bez odpadu
• Recept na lázeň ze sody a vody pro prádlo
• Co s kávovými kapslemi?
• Inspirativní citáty o přírodě