Znečištění ovzduší a jeho vliv na zdraví

Kvalita ovzduší závisí na stupni znečištění některými látkami (plyny nebo prachovými částicemi), které jsou škodlivé lidskému zdraví. V současné době patří k hlavním problémům kvality ovzduší v České republice znečištění prachovými (pevnými) částicemi (prachem).

Vyhodnocování kvality ovzduší se provádí na základě sledování koncentrace znečišťujících látek, které mají stanovený imisní limit. Cílem hodnocení je pro danou lokalitu zjistit průměrnou roční koncentraci PM10 v μg/m3, a to za poslední celý rok. Informace o koncentracích PM10 jsou dostupné např. Zde lze zjistit průměrné koncentrace z nejbližší měřicí stanice.

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.).

Složení ovzduší a jeho vliv na organismus

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).

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

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. Lehké ionty jsou samotné ionizované molekuly. Těžké ionty vznikají adsorpcí na kondenzační jádra, nebo agregací ionizovaných molekul.

Koncentrace iontů je výsledkem dynamické stability mezi silami, které plynule tvoří nové ionty a současně působícími destrukčními ději. Mění se podle aktuálních okolnosti atmosféry. V atmosféře sídlišť a průmyslových zón je lehkých iontů poměrně málo. Zde je zvýšeno množství těžkých iontů (20-30 tisíc na m3). Těžké ionty jsou nestabilní součástí ionizace ovzduší. Rychle se usazuji a ztrácejí svůj náboj.

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.

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. Další ionizátory používají nějakou vhodnou radioaktivní látku a poslední typ používá rozprašování vody. Tzv. ozonizátory, doporučované občas pro potlačování zápachů apod., jsou pro dráždivost ozónu i současně s ním vznikajících oxidů dusíku zcela nevhodné.

Částice v ovzduší

Jen velmi málo primárních znečištěnin si zachovává trvale svou chemickou identitu po vstupu do ovzduší. 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. Podle své chemické struktury mohou být značně jedovaté pro lidi, zvířata i rostliny.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

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. Tuto stanovujeme pomocí mikroskopického vyšetření prachu, nejčastěji lanametrem. Lanametr je mikroskop doplněný clonou s stupnicí. 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.

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.

Další škodlivé látky v ovzduší

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. Mohou dráždit, po inhalaci se vstřebávají do krve za vzniku methemoglobinu, a jsou důležitým faktorem ve fotochemických reakcích.

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

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.

Smog a jeho typy

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.

Znečištění v atmosféře má vliv hlavně na kardiovaskulární a dýchací soustavu, škodlivost ale vždy záleží na tom, jak dlouho jsme byli znečištění vystaveni a jak velké byly prachové částice. Částice menší než 2.5 µm se usazují v průduškách. Mají vliv na ucpávání tepen a mohou tak zvýšit pravděpodobnost vzniku zánětu žil či infarktu.

Znečištěné ovzduší může vést k respiračním infekcím, zánětům průdušek, astmatu a v těžších případech k chronické obstrukční plicní nemoci (CHOPN) či dokonce k rakovině plic. Expozice znečištěnému vzduchu může zvyšovat riziko kardiovaskulárních onemocnění, jako jsou vysoký krevní tlak, zvýšená srážlivost krve a v horších případech může dojít k infarktu myokardu nebo cévní mozkové příhodě. Znečištěné ovzduší negativně ovlivňuje kvalitu pokožky - může způsobit předčasné stárnutí, akné a ekzémy.

Znečištění vzduchu může mít vážné důsledky i pro duševní zdraví. Průzkumy ukazují, že zvýšená úroveň znečištění je spojena se zhoršením kvality spánku, což může přispívat k narušení chemické rovnováhy v mozku. Tato disbalance může vést k vyšší pravděpodobnosti vzniku deprese, bipolární poruchy, úzkostných stavů a dokonce i neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova choroba.

Vliv znečištění ovzduší na děti

Nové publikace i stanovisko UNICEF přitom upozorňují, že znečištěné ovzduší ovlivňuje neuropsychický vývoj u dětí. Při sledování novorozenců v Karviné a Českých Budějovicích odborníci zjistili, že vyšší koncentrace metabolitů polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU) v moči ovlivňovaly délku novorozence i váhu placenty. Při sledování vývoje dětí ve věku dvou let však žádné rozdíly mezi dětmi z Karviné a Českých Budějovic zjištěny nebyly.

Odborníci z pracovišť Akademie věd ČR začali sledovat vliv ovzduší na novorozence v okresech Mostě a České Budějovice a zjistili, že při srovnání koncentrací PM2.5 a B[a]P v roce 2016 a 2017 nebyly mezi sledovanými lokalitami žádné rozdíly.

Odlišně exprimované geny, které vědci pozorují v Karviné, mají význam především v oxidačním stresu, imunitní a zánětlivé odpovědi a při vývoji neuronů.

V retrospektivní studii analyzoval Vítězslav Jiřík z Lékařské Fakulty Ostravské univerzity v Ostravě vlivy polutantů z rozptylových modelů na populace v průmyslově zatížené oblasti (Moravskoslezský kraj - 1 249 323 obyvatel) a průmyslově nezatíženou oblast (Jihočeský kraj - 631 387 obyvatel). Zvýšení zdravotních rizik, které identifikovaly již dřívější studie, se potvrdilo u některých respiračních onemocnění. Z analýzy vzešly nové souvislosti, které napovídají o vztahu mezi expozicemi znečištěnému ovzduší a poruchami imunitního systému.

Aktuální situace v České republice a Evropě

Podle výsledků za rok 2017 je polovina české populace (55 %) vystavena zvýšeným koncentracím látek, které znečišťují ovzduší. Jde především o nebezpečný benzo[a]pyren patřící mezi lidské karcinogeny. Naopak koncentrace jemných prachových částic (PM2.5) se mírně snižují.

„Zdrojem znečištění jsou především lokální topeniště, v Praze a Brně doprava, v Moravskoslezském kraji je znát také vliv znečištění z Polska a těžkého průmyslu,“ doplňuje předseda Komise pro životní prostředí AV ČR.

Ačkoliv je velké množství továren, vypouštějících škodlivé látky uzavřena, ovzduší v Moravskoslezském kraji se stále nelepší. Monitoring znečištění ovzduší na území MSK prokázal přetrvávající problémy s nadlimitním výskytem prachu. Přípustný denní limit pro prach 50 µg.m-3 je opakovaně, často i několikanásobně překračován.

Podle zprávy Evropské agentury pro životní prostředí (EEA) z roku 2023 byla většina městské populace v EU vystavena úrovním klíčových vzdušných znečišťujících látek, které jsou škodlivé pro zdraví, včetně jemných částic (PM2.5), jejichž koncentrace překračovaly roční směrnici WHO z roku 2021. V České republice patří mezi oblasti s největším problémem se znečištěním ovzduší severní a severovýchodní části země, zejména regiony jako jsou Ostrava a Moravskoslezský kraj. Tato oblast trpí zejména kvůli těžkému průmyslu a vysoké hustotě průmyslových závodů.

Stav ovzduší v České republice je průběžně monitorován v síti měřících stanic kvality ovzduší, provozovaných ČHMÚ, zdravotními ústavy i dalšími organizacemi.

V roce 2022 se mají v Evropské unii zpřísnit emisní limity, v důsledku čehož lze předpokládat odstavení nekolonizovaných fosilních zdrojů v ČR a také v Německu. V Česku jde asi o 40 % výkonu, z energetické bilance tedy ubude exportní saldo. Soustavu bude třeba nově řídit prostřednictvím iniciativy Průmysl 4.0 a decentrální regulace, nikoli exportem energie z nekolonizovaných zdrojů. Přesto u nás i v sousedním Německu zůstane na přechodné období část výroby energie z fosilních paliv - v našem případě asi zhruba 30 %.

Tabulka zdravotních rizik spojených s expozicí znečišťujícím látkám z venkovního ovzduší (dle SZÚ):

Opatření však vycházejí z imisních limitů, které jsou podle Miroslava Šuty stanoveny podle politických potřeb, a ne na základě odborných podkladů. Světová zdravotnická organizace (WHO) totiž doporučuje být mnohem přísnější.

„Doporučení Světové zdravotnické organizace pro prach PM10 je 20 mikrogramů na metr krychlový, limit v ČR je 40 mikrogramů na metr krychlový v ročním průměru,“ poukázal. U menších částic PM2,5 potom zdravotnická organizace doporučuje limit 10 mikrogramů na metr krychlový, limit však je 25 mikrogramů.

Polétavý prach (PM z anglického názvu „particulate matter“) je pojem pro mikročástice o velikosti několika mikrometrů (µm). Částice mají své specifické označení podle velikosti - například PM10 označuje polétavý prach o velikosti 10 mikrometrů. Částice atmosférického aerosolu se usazují v dýchacích cestách. Místo záchytu závisí na jejich velikosti. Větší částice se zachycují na chloupcích v nose a nezpůsobují větší potíže. Částice menší než 10 µm (PM10) se mohou usazovat v průduškách a způsobovat zdravotní problémy.

Částice menší než 1 µm mohou vstupovat přímo do plicních sklípků, proto jsou tyto částice nejnebezpečnější. Na částice polétavého prachu se vážou těkavé organické látky (VOC - z anglického názvu volatile organic compounds), které pak v organismu působí toxicky.

Inhalace PM10 poškozuje hlavně kardiovaskulární a plicní systém. Dlouhodobá expozice snižuje délku dožití a zvyšuje kojeneckou úmrtnost. Může způsobovat chronickou bronchitidu a chronické plicní choroby. V důsledku absorpce organických látek s mutagenními a karcinogenními účinky může expozice PM10 způsobovat rakovinu plic.

Podle Bohumila Kotlíka ze Státního zdravotního ústavu zemřelo v roce 2015 jen v Praze kvůli znečištění ovzduší 520 lidí. „Což znamená něco přes jednoho člověka za den,“ upozornil.

Dlouhodobě způsobují prachové částice zhoršení plicní funkce a rovněž přispívají ke snížení předpokládané délky dožití - v Česku v průměru o deset měsíců. Bohumil Kotlík zdůraznil, že se vliv zvětšuje, pokud člověk žije ve znečištěném prostředí dlouho. „Je to kumulativní jev, obranyschopnost organismu se vyčerpává rychleji,“ podotkl.

tags: #znečištění #ovzduší #inhalace #zdraví

Oblíbené příspěvky:

• Česká příroda a odpadky
• Vše o komunálním odpadu
• Použití odhlučněných PVC trubek
• Efektivní topení s bukovým dřevem
• Bionomie nutrie říční