ما هي المادة الجسيمية؟

الجسيمات المحمولة جواً (PM) ليست ملوثًا واحدًا ، بل هي خليط من العديد من الأنواع الكيميائية. إنه مزيج معقد من المواد الصلبة والهباء الجوي يتكون من قطرات صغيرة من السائل ، وشظايا صلبة جافة ، ولباب صلبة مع طلاءات سائلة. تختلف الجزيئات بشكل كبير في الحجم والشكل والتركيب الكيميائي ، وقد تحتوي على أيونات غير عضوية ومركبات معدنية وكربون أولي ومركبات عضوية ومركبات من قشرة الأرض. يتم تحديد الجسيمات حسب قطرها لأغراض تنظيم جودة الهواء. أولئك الذين يبلغ قطرهم 10 ميكرون أو أقل (PM10) يمكن استنشاقهم في الرئتين ويمكن أن يتسببوا في آثار صحية ضارة. تعرف الجسيمات الدقيقة بأنها جسيمات يبلغ قطرها 2.5 ميكرون أو أقل (PM2.5). لذلك ، تشتمل PM2.5 على جزء من PM10.

ما هو الفرق بين PM10 و PM2.5؟

غالبًا ما يتم اشتقاق PM10 و PM2.5 من مصادر مختلفة للانبعاثات ، ولها أيضًا تركيبات كيميائية مختلفة. تنتج الانبعاثات الناتجة عن احتراق البنزين أو الزيت أو وقود الديزل أو الخشب الكثير من تلوث PM2.5 الموجود في الهواء الخارجي ، فضلاً عن نسبة كبيرة من PM10. كما تشتمل PM10 على الغبار من مواقع البناء ، ومدافن النفايات والزراعة ، وحرائق الغابات ، وحرق الفرشاة / النفايات ، والمصادر الصناعية ، والغبار المنبعث من الرياح من الأراضي المفتوحة ، وحبوب اللقاح ، وشظايا البكتيريا.

الفرق في حجم المادة الجسيمية بين Pm2.5 و Pm10؟
قد ينبعث الجسيمات مباشرة من المصادر (الجسيمات الأولية) أو يتشكل في الغلاف الجوي من خلال التفاعلات الكيميائية للغازات (الجسيمات الثانوية) مثل ثاني أكسيد الكبريت (SO2) ، أكاسيد النيتروجين (NOX) وبعض المركبات العضوية. يمكن أن تنبعث هذه المركبات العضوية من كل من المصادر الطبيعية ، مثل الأشجار والنباتات ، وكذلك من مصادر من صنع الإنسان (بشرية المنشأ) ، مثل العمليات الصناعية وعوادم السيارات. تتم مقارنة الأحجام النسبية لجزيئات PM10 و PM2.5 في الشكل أدناه.

ما هو الفرق بين Pm2.5 و Pm10؟

ما سبب قلق CARB بشأن PM10 و PM2.5؟

يهتم CARB بالجسيمات المحمولة في الهواء بسبب تأثيرها على صحة سكان كاليفورنيا والبيئة. يمكن استنشاق كل من PM2.5 و PM10 ، مع ترسيب بعض الجسيمات في جميع أنحاء الممرات الهوائية ، على الرغم من أن مواقع ترسب الجسيمات في الرئة تعتمد على حجم الجسيمات. من المرجح أن ينتقل PM2.5 إلى سطح الأجزاء العميقة من الرئة ويترسب عليه ، بينما من المرجح أن يترسب PM10 على أسطح الممرات الهوائية الأكبر في المنطقة العلوية من الرئة. يمكن للجسيمات المترسبة على سطح الرئة أن تسبب تلف الأنسجة والتهاب الرئة.

ما هي أنواع الآثار الضارة التي يمكن أن تسبب الجسيمات؟

ارتبط عدد من الآثار الصحية الضارة بالتعرض لكل من PM2.5 و PM10. بالنسبة إلى PM2.5 ، ارتبط التعرض قصير المدى (لمدة تصل إلى 24 ساعة) بالوفاة المبكرة ، وزيادة حالات الدخول إلى المستشفى لأسباب القلب أو الرئة ، والتهاب الشعب الهوائية الحاد والمزمن ، ونوبات الربو ، وزيارات غرفة الطوارئ ، وأعراض الجهاز التنفسي ، والقيود. أيام النشاط. تم الإبلاغ عن هذه الآثار الصحية الضارة في المقام الأول عند الرضع والأطفال وكبار السن الذين يعانون من أمراض القلب أو الرئة الموجودة مسبقًا. بالإضافة إلى ذلك ، من بين جميع ملوثات الهواء الشائعة ، يرتبط PM2.5 بأكبر نسبة من الآثار الصحية الضارة المرتبطة بتلوث الهواء ، سواء في الولايات المتحدة أو في جميع أنحاء العالم استنادًا إلى منظمة الصحة العالمية. مشروع عبء المرض العالمي.

ارتبط التعرض قصير المدى لـ PM10 بشكل أساسي بتفاقم أمراض الجهاز التنفسي ، بما في ذلك الربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) ، مما أدى إلى دخول المستشفى وزيارات قسم الطوارئ.

تم ربط التعرض طويل الأمد (من أشهر إلى سنوات) لـ PM2.5 بالوفاة المبكرة ، لا سيما لدى الأشخاص الذين يعانون من أمراض القلب أو الرئة المزمنة ، وانخفاض نمو وظائف الرئة لدى الأطفال. إن تأثيرات التعرض طويل الأمد لـ PM10 أقل وضوحًا ، على الرغم من أن العديد من الدراسات تشير إلى وجود صلة بين التعرض طويل الأمد للجسيمات PM10 والوفيات التنفسية. نشرت الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC) أ مراجعة في عام 2015 خلص إلى أن الجسيمات في تلوث الهواء الخارجي تسبب سرطان الرئة. 

قياس فرق الحجم في الجسيمات Pm2.5 و Pm10

من هو الأكثر عرضة لخطر التعرض للمادة الجسيمية؟

تشير الأبحاث إلى أن كبار السن المصابين بأمراض القلب أو الرئة المزمنة والأطفال والربو هم المجموعات الأكثر احتمالًا لتعرضها لآثار صحية ضارة عند التعرض لـ PM10 و PM2.5. أيضًا ، الأطفال والرضع معرضون للأذى من استنشاق الملوثات مثل PM لأنهم يستنشقون هواءًا أكثر لكل رطل من وزن الجسم مقارنة بالبالغين - فهم يتنفسون بشكل أسرع ، ويقضون وقتًا أطول في الهواء الطلق ولديهم أحجام جسم أصغر. بالإضافة إلى ذلك ، قد تجعل أجهزة المناعة لدى الأطفال غير الناضجة أكثر عرضة للإصابة بالجسيمات الدقيقة من البالغين الأصحاء.

بدأ البحث من CARB دراسة صحة الأطفال وجدت أن الأطفال الذين يعيشون في مجتمعات ذات مستويات عالية من PM2.5 لديهم نمو أبطأ في الرئة ، ولديهم رئتان أصغر في سن 18 مقارنة بالأطفال الذين يعيشون في مجتمعات ذات مستويات منخفضة من PM2.5.

استخدم CARB منهجية تقييم المخاطر الخاصة بوكالة حماية البيئة الأمريكية لإجراء تقييم للوفيات المبكرة المرتبطة بالتعرض لـ PM2.5 (California Air Resources Board 2010). أشار تحديث لهذا التحليل باستخدام بيانات جودة الهواء المحيط من 2014-2016 إلى أن التعرض PM2.5 يساهم في 5,400 (نطاق عدم اليقين من 4,200 - 6,700) حالة وفاة مبكرة بسبب أمراض القلب والرئة كل عام في كاليفورنيا. بالإضافة إلى ذلك ، يساهم PM2.5 في حوالي 2,800 حالة دخول في المستشفى لأمراض القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي (نطاق عدم اليقين 350 - 5,100) ، وحوالي 6,700 زيارة لغرفة الطوارئ للربو (نطاق عدم اليقين 4,200 - 9,300) كل عام في كاليفورنيا.

كيف تؤثر الجسيمات على البيئة؟

أظهرت العديد من الدراسات العلمية أن الجسيمات يمكن تقليلها رؤية، وأيضًا للتأثير سلبًا على المناخ والنظم البيئية والمواد. تؤثر المواد الجسيمية PM2.5 بالدرجة الأولى على الرؤية عن طريق تغيير طريقة امتصاص الضوء وتناثره في الغلاف الجوي. بالإشارة إلى تغير المناخ ، تعمل بعض مكونات خليط الجسيمات المحيطية على تعزيز الاحترار المناخي (مثل الكربون الأسود) ، في حين أن البعض الآخر له تأثير تبريد (مثل النترات والكبريتات) ، وبالتالي فإن للجسيمات الدقيقة المحيطة خصائص احترار المناخ والتبريد. يمكن للجسيمات أن تؤثر سلبًا على النظم البيئية ، بما في ذلك النباتات والتربة والمياه من خلال ترسب الجسيمات وامتصاصها لاحقًا بواسطة النباتات أو ترسبها في الماء حيث يمكن أن تؤثر على جودة المياه ووضوحها. تتمتع المركبات المعدنية والعضوية في الجسيمات بإمكانية أكبر لتغيير نمو النبات والمحصول. يؤدي ترسب الجسيمات الدقيقة على الأسطح إلى تلوث المواد.

هل الجسيمات مشكلة في الداخل؟

بعض الجسيمات الموجودة في الداخل تنشأ من الهواء الطلق ، وخاصة PM2.5. تدخل هذه الجزيئات المساحات الداخلية من خلال الأبواب والنوافذ و "تسرب" في هياكل المباني. يمكن أن تنشأ الجسيمات أيضًا من مصادر داخلية. تشتمل الجسيمات ذات المنشأ الداخلي على مكونات مشتقة من مصادر بيولوجية ، وكثير منها من مسببات الحساسية المعروفة ، مثل حبوب اللقاح ، وجراثيم العفن ، وعث الغبار ، والصراصير. تولد الأنشطة الداخلية جزيئات أيضًا ، بما في ذلك تدخين التبغ والطهي وحرق الأخشاب والشموع أو البخور. يمكن أن تتكون الجزيئات أيضًا في الداخل من التفاعلات المعقدة للملوثات الغازية المنبعثة من مصادر مثل منتجات التنظيف المنزلية ومعطرات الهواء.

ما هي معايير جودة الهواء المحيط للمواد الجسيمية؟

تحدد معايير جودة الهواء المحيط الحد الأقصى من الملوثات التي يمكن أن توجد في الهواء الخارجي دون الإضرار بصحة الإنسان. في عام 2002 ، بعد مراجعة مستفيضة للأدبيات العلمية ، اعتمد المجلس معيارًا متوسطًا سنويًا جديدًا لـ PM2.5 جزء في المليون ، واحتفظ بالمعايير القياسية السنوية والمتوسط ​​القياسي على مدار 24 ساعة لـ PM10. تم تعديل متوسط ​​PM2.5 السنوي الوطني مؤخرًا في عام 2012 بعد مراجعة شاملة للأدبيات الجديدة التي أشارت إلى أدلة على زيادة مخاطر الوفيات المبكرة عند تركيزات أقل من PM2.5 من المعيار الحالي. نتج عن استعراض عام 2012 الاحتفاظ بالمتوسط ​​الحالي لمعايير PM24 و PM2.5 على مدار 10 ساعة.

***

المقالة المطبوعة في الأصل في مجلس موارد الهواء في كاليفورنيا: https://ww2.arb.ca.gov/resources/inhalable-particulate-matter-and-health