Загрязнение приземного слоя атмосферного воздуха твердыми взвешенными частицами территорий с различной техногенной нагрузкой

Введение. Загрязнение атмосферного воздуха по данным Всемирной Организации Здравоохранения наносит огромный ущерб здоровью населения по всему миру. Твердые взвешенные частицы атмосферного воздуха представляют собой гетерогенную смесь веществ с различными размерными, качественными и количественными характеристиками и являются ключевым индикатором загрязнения воздуха, способствуя формированию бронхолегочной патологии. На данный момент не существует единого рекомендованного ранжирования содержания твердых взвешенных частиц в атмосферном воздухе.

Цель. Определение фракционного содержания твердых взвешенных частиц в приземном слое воздуха районов г. Владивостока с высокой и относительно невысокой техногенной нагрузкой.

Материалы и методы. Пробы атмосферного воздуха отбирались «в зоне дыхания» при помощи электрического аспиратора. При гранулометрическом анализе твердых взвешенных частиц устанавливалось распределение частиц по размерам, выраженное в процентах, и массовая концентрация фракций (мкг/м³). Выделены диапазоны размерности частиц с учетом возможного происхождения и предполагаемых патофизиологических особенностей их воздействия на организм.

Результаты. Для территории с высокой техногенной нагрузкой г. Владивостока характерно превалирование наиболее патогенных для организма частиц диаметром до 10 мкм. В районе с относительно невысокой техногенной нагрузкой преобладают частицы более крупных фракций (10- 25, 1000-2000 мкм).

Заключение. Изучение параметров твердых взвешенных частиц конкретных территорий и установление клеточных механизмов их влияния на организм могут помочь в разработке новых стратегий профилактики экологозависимых патологий.

1. WHO global air quality guidelines. Particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide. Geneva: World Health Organization, 2021. 300 p.

2. Bralewska K., Rogula-Kozłowska W., Mucha D., Badyda A.J., Kostrzon M., Bralewski A., Biedugnis S. Properties of particulate matter in the air of the Wieliczka salt mine and related health benefits for tourists // Int. J. Environ. Res. Public. Health. 2022. Vol.19, Iss.2. Article number: 826. https://doi.org/10.3390/ijerph19020826

3. Kim K.H., Kabir E., Kabir S. A review on the human health impact of airborne particulate matter // Environ. Int. 2015. №74. P.136–143. https://doi.org/10.1016/j.envint.2014.10.005

4. Barskova L.S., Vitkina T.I., Gvozdenko T.A., Veremchuk L.V., Golokhvast K.S. Assessment of air pollution by small-sized suspended particulate matter in urbanized territories with various technogenic load (on the example of Vladivostok, Russia) // Russian Open Medical Journal. 2019. Vol.8, №1. Article number: e0304. https://doi.org/10.15275/rusomj.2019.0304

5. Veremchuk L.V., Vitkina T.I., Barskova L.S., Gvozdenko T.A., Mineeva E.E. Estimation of the size distribution of suspended particulate matters in the urban atmospheric surface layer and its influence on bronchopulmonary pathology // Atmosphere. 2021. Vol.12, Iss.8. Article number: 1010. https://doi.org/10.3390/atmos12081010

6. Ibrir A., Kerchich,Y., Hadidi N., Merabet H, Hentabli M. Prediction of the concentrations of PM1, PM2.5, PM4, and PM10 by using the hybrid dragonfly-SVM algorithm // Air Qual. Atmos. Health. 2021. Vol.14. P.313–323. https://doi.org/10.1007/s11869-020-00936-1

7. Rumchev K., Soares M., Zhao Y., Reid C., Huxley R. The association between indoor air quality and adult blood pressure levels in a high-income setting // Int. J. Environ. Res. Public. Health. 2018. Vol.15, Iss.9. Article number: 2026. https://doi.org/10.3390/ijerph15092026

8. Veremchuk L.V., Yankova V.I., Vitkina T.I., Nazarenko A.V., Golokhvast K.S. Urban air pollution, climate and its impact on asthma morbidity // Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine. 2016. Vol.6, Iss.1. P.76–79. https://doi.org/10.1016/j.apjtb.2015.10.001

9. Thangavel P., Park D., Lee Y.C. Recent insights into particulate matter (PM2.5)-mediated toxicity in humans: an overview // Int. J. Environ. Res. Public. Health. 2022. Vol.19, Iss.12. Article number: 7511. https://doi.org/10.3390/ijerph19127511

10. IQAir. How to monitor outdoor air quality. 2021. URL: https://www.iqair.com/bh/newsroom/how-to-monitor-outdoor-air-quality

11. Янькова В.И., Гвозденко Т.А., Голохваст К.С., Чайка В.В., Городный В.А. Гранулометрический анализ атмосферных взвесей экологически благополучного и неблагополучного районов Владивостока // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2014. Т.56, № 2. С.62–66. EDN: SIELJT

12. Доклад об экологической ситуации в Приморском крае в 2022 году / Правительство Приморского края. Владивосток. 2023. 269 с.

13. Yang L., Zhang L., Chen L., Han C., Akutagawa T., Endo O., Yamauchi M., Neroda A., Toriba A., Tang N. Polycyclic aromatic hydrocarbons and nitro-polycyclic aromatic hydrocarbons in five East Asian cities: Seasonal characteristics, health risks, and yearly variations // Environ. Pollut. 2021. Vol.287. Article number: 117360. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.117360

14. Wang Y., Zhang H., Zhang X., Bai P., Neroda A., Mishukov V.F., Zhang L., Hayakawa K., Nagao S., Tang N. PMbound polycyclic aromatic hydrocarbons and nitro-polycyclic aromatic hydrocarbons in the ambient air of Vladivostok: Seasonal Variation, sources, health risk assessment and long-term variability // Int. J. Environ. Res. Public. Health. 2022. Vol.19, Iss.5. Article number: 2878. https://doi.org/10.3390/ijerph19052878

15. Golokhvast K.S. Atmospheric suspensions in the cities of the Far East of Russia / Vladivostok: Far Eastern Federal University, 2013. 178 р.

16. Beier C.M., Caputo J., Lawrence G.B., Sullivan T.J. Loss of ecosystem services due to chronic pollution of forests and surface waters in the Adirondack region (USA) //Journal of Environmental Management. 2017. Vol.191. P.19–27. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.12.069

17. Schiffer J.M., Mael L.E., Prather K.A., Amaro R.E., Grassian V.H. Sea spray aerosol: where marine biology meets atmospheric chemistry // ACS Cent. Sci. 2018. Vol.4, Iss.12. P.1617–1623. https://doi.org/10.1021/acscentsci.8b00674

18. Veremchuk L.V., Mineeva E.E., Vitkina T.I., Gvozdenko T.A., Golokhvast K.S. Impact of atmospheric microparticles and heavy metals on external respiration function of urbanized territory population // Russian Open Medical Journal. 2017. Vol.6, №4. Article number: e0402. https://doi.org/10.15275/rusomj.2017.0402

19. Chernyshev V.V., Zakharenko A.M., Ugay S.M., Hien T.T., Hai L.H., Kholodov A.S., Burykina T.I., Stratidakis A.K., Mezhuev Y.O., Tsatsakis A.M., Golokhvast K.S. Morphologic and chemical composition of particulate matter in motorcycle engine exhaust // Toxicol. Rep. 2018. Vol.5. P.224–230. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2018.01.003