Ворог у повітрі – зважені частки


Україна очолює список країн з найвищою смертністю від забруднення повітря. За даними ВООЗ щороку з цієї причини в Україні помирає понад 54 тисячі осіб. В цій статті ми розглянемо яку роль в цій невтішній ситуації відіграє забруднення повітря зваженими частками, а також необхідні заходи з контролю та боротьби з ним.

Що представляють собою зважені частки і як вони опиняються у повітрі

Зваженими частками (англ. particulate matter, PM) називається суміш твердих мікрочасток та рідких крапель завислих у повітрі. Деякі частки, наприклад пил та сажа у складі димових викидів, достатньо великі та достатньо темні щоб бути помітними неозброєним оком. Але в більшості випадків забруднення зваженими частками стає помітним лише при дуже великих концентраціях, оскільки часточки забруднення настільки малі, що їх можна побачити лише під електронним мікроскопом.

Більшість зважених часток утворюються в результаті складних хімічних реакцій між атмосферною вологою та різними кислими (в першу чергу діоксид сірки та оксиди азоту) та лужними забруднюючими речовинами, які викидаються в повітря з труб електростанцій, промислових підприємств і автомобілів. В результаті утворюються дрібнодисперсні мінеральні комплекси, які часто містять солі важких металів.

Деякі зважені частки викидаються безпосередньо з джерел забруднення, наприклад з будівельних майданчиків, породних відвалів, доріг з неякісним покриттям, полів, димоходів або пожеж.
Зважені частки найбільш негативно впливають на якість атмосферного повітря у порівнянні з іншими забруднюючими речовинами. Основними компонентами зважених часток є сульфати, нітрати, гідроксид амонію, хлорид натрію, сажа (вуглецеві сполуки), мінеральний пил та вода.
Найбільше шкодять здоров’ю зважені частки діаметром 10 мікрометрів та менше, які можуть проникати та осідати глибоко всередині легень. Хронічний вплив цих часток сприяє розвитку серцево-судинних і респіраторних захворювань, а також раку легенів.

Ступінь забруднення повітря зваженими частками вимірюється по двох індикаторах – PM10 та PM2,5:

  • PM10 визначається як середня за певний проміжок часу (за день, за годину) масова концентрація (мкг/м3) часток з діаметром до 10 мікрометрів. Це загально прийнятий показник якості повітря.
  • PM2,5 відповідає середній масовій концентрації дрібнодисперсних часток діаметром до 2,5 мкм. Для вимірювання цього показника потрібні більш досконалі та чутливі прилади, але наразі він вже вимріюється в багатьох країнах світу.

Вплив на здоров’я

За даними ВООЗ, близько 3,5 млн. людей у світі вмирають щороку через забруднення повітря всередині приміщень через використання плит та печей на деревному чи вугільному паливі для приготування їжі та опалення житла. Ще 3,5 мільйони помирають внаслідок промислових викидів в атмосферне повітря. Разом – понад 7 мільйонів.

Найбільш небезпечні мікрочастки розміром до 2,5 мікрометрів, які мають здатність проникати через легеневі мембрани і вносити токсичні речовини безпосередньо в кровоносну систему.

Забруднення повітря зваженими частками є одним з основних факторів, що підвищують ризик розвитку серцево-судинних захворювань, хронічної обструктивної хвороби легень і раку легенів у дорослих. Через забруднення повітря всередині приміщень також зростає ризик розвитку гострих інфекцій нижніх дихальних шляхів і пов’язаної з ними смертності серед дітей молодшого віку.

Джерело: «Несплачений рахунок», звіт європейського Альянсу охорони здоров’я та довкілля (HEAL, 2013, переклад – Національний екологічний центр України) http://necu.org.ua/nesplachenyy-rahunok/

Особливо вразливі по відношенню до забруднення атмосфери солями важких металів є діти та вагітні жінки. Низкою світових досліджень доведено, що вплив забруднюючих речовин в ранньому віці викликає підвищений ризик розвитку хронічних захворювань, у тому числі патологій нервової системи, ожиріння, діабету і гормонально обумовленого раку.

Рекомендації Всесвітньої організації охорони здоров’я

Багаторічними дослідженнями доведено суттєвий негативний вплив ЗЧ на здоров’я людини при тих концентраціях, які в даний час спостерігаються як в розвинених країнах, так і тих що розвиваються, як в міських, так і сільських районах. Вплив у багатьох містах Індії та Китаю та інших країн, що швидко розвиваються, сьогодні набагато вище, ніж в розвинених містах приблизно такого самого розміру.

Існує тісне кількісне співвідношення між впливом високих концентрацій дрібних частинок (PM10 і PM2.5) та підвищенням смертності та захворюваності, як для короткотермінової так і довготривалої дії підвищених рівнів забруднення. І навпаки, при зменшенні концентрації зважених частинок захворюваність та смертність зменшується, за умов коли інші діючі фактори залишаються незмінними. Це дозволяє кількісно оцінювати переваги для здоров’я населення, які можна очікувати при зменшенні забруднення повітря зваженими частками.

Забруднення дрібнодисперсними частками (PM2,5) впливає на здоров’я навіть при дуже низьких концентраціях – безпечного порогового рівня нижче якого б не завдавалось шкоди здоров’ю населення не існує. Тому цей вид забруднення має контролюватися більш ретельно (як в часовому так і просторовому розрізненні) ніж інші забрудники, що вимагає створення додаткових мереж вимірювальних станцій з фокусом на відстеження концентрацій PM2,5.

Підходи до управління якістю повітря повинні бути спрямовані на загальне зменшення концентрацій PM2,5 та усунення джерел забруднення в міському середовищі, і тим самим гарантувати, що велика частина населення отримає користь від підвищеної якості повітря.

ВООЗ у своїх нормативах від 2005 року рекомендувала прагнути до мінімально можливих концентрацій зважених часток. Рекомендації ВООЗ наступні:

  • річні концентрації для часток розміром до 2,5 мкм не мають перевищувати 10 мкг/м3, а денні – до 25 мкг/м3;
  • для часток розміром 10 мкм – річні концентрації не більше 20 мкг/м3, денні – до 50 мкг/м3.

В Україні наразі гранично допустимі концентрації для суспендованих частинок недиференційованих по складу прийняті на рівні 0,5 мг/м3, що практично на порядок більше ніж значення рекомендовані ВООЗ.

Щоб забезпечити мінімальний ступінь захисту здоров’я людей, граничні величини забруднення повітря зваженими частками мають бути переглянуті в бік зменшення до проміжної величини, досягнення якої на першому етапі передуватиме цільовим показникам, рекомендованих ВООЗ.

Актуальність проблеми для України

Згідно останніх даних ВООЗ рівень смертності від забруднення повітря в Україні найвищий в світі і складає 120 смертей на 100 тисяч населення. Смертність від забруднення повітря в Україні в 5 разів вища, аніж у 5-ти найчистіших країнах разом узятих.

Тим часом, згідно урядового рішення з 31 липня 2014 року дія Державних санітарних правил охорони атмосферного повітря населених місць від забруднення хімічними та біологічними речовинами (ДСП 201-97), які регламентують моніторинг та контроль якості повітря, зупинена і досі не діє. Більше того, навіть коли діяли ці ДСП, в Україні систематичний моніторинг якості повітря за показниками PM2,5 та PM10 ніколи не здійснювався.

Практично у всіх великих містах України забруднення повітря зваженими частками значно перевищують цільові рівні, рекомендовані ВООЗ. Навіть там де немає важкої промисловості та інших великих стаціонарних джерел забруднення повітря все одно містить токсичний аерозоль. У цьому є значний вклад транспортного сектору. Ми маємо всюди високі викиди від автотранспорту через високий вміст сірки у паливі, велику кількість старих автівок та низьку якість покриття автомобільних доріг.

Але найбіліше страждають від забруднення зваженими частками промислові міста – Кривий Ріг, Днiпро та Кам’янське (кол. Дніпродзержинськ). В цих містах загальні концентрації зважених часток не диференційованих за складом за офіційними даними сягають 1,2-1,8 мг/м3, що більш ніж в двічі перевищують гранично допустимі по українських нормативах. Якщо опиратись на нормативи Всесвітньої організації охорони здоров’я по вмісту зважених часток (згаданих вище), то рівні забруднення в цих містах є небезпечними для здоров’я.

З огляду на такий стан атмосферного повітря не дивно, що очікувана тривалість життя в Україні в середньому на 12-14 років менше, ніж у країнах-членах ЄС, де рівні забруднення PM2,5 та PM10 контролюються та вживаються заходи для їх зменшення.

Джерела забруднення зваженими частками

Найбільшим джерелом викидів мікрочасток в Україні є вугільна енергетика. Більшість енергоблоків не мають належного очисного обладнання, а середній вік наших теплових електростанцій складає 45-50 років. В останні роки, у складі комплексної модернізації підприємств компанії ДТЕК, на кількох спалюючих установках були встановлені сучасні електрофільтри, але в цілому по галузі проблема надзвичайно високих викидів пилу залишається гострою. Про стан цієї проблеми в Київській області вже згадувалося в попередньому номері «Екологія підприємства».

Важка та гірничодобувна промисловості також є одними з основних джерел. Високі рівні забруднення атмосферного повітря зваженими частками створюють викиди збагачувальних фабрик, металургійних, цементних та коксохімічних заводів.

Масштабним і тому небезпечним є вивітрювання пилу з породних відвалів та териконів. Окремим джерело є пожежі на териконах, при яких у повітря викидається безліч різноманітних хімічних сполук, які взаємодіючи з атмосферною вологою та між собою утворюють вторинні комплексні мікрочастки.

Великі проблеми викликає також вплив викидів від побутових джерел. Дуже шкідливим є вплив зважених часток, які викидаються при спалюванні побутових твердих відходів, листя та рослинних решток на відкритому вогні, а також спалення твердого палива (особливо високозольного вугілля) у домашніх печах.

Моніторинг забруднення повітря зваженими частками

Для того щоб ситуація в Україні почала виправлятися, необхідне відновлення дії санітарних правил охорони повітря та внесення до них змін, які б привели їх у відповідність до міжнародних стандартів та практик, прийнятих у Євросоюзі. Зокрема необхідно імплементувати в національне законодавство та підзаконні акти норми Директиви 2008/50/ЄС «Про якість атмосферного повітря та чистіше повітря для Європи».

До національної системи стандартизації необхідно ввести такі стандарти:

  • EN 14907:2005 «Стандартний метод гравіметричного вимірювання для визначення масової фракції PM2,5 зважених твердих часток»;
  • EN 12341:1999 «Якість повітря – Визначення фракції РМ10 зважених твердих часток – Еталонний метод і процедура польового дослідження для підтвердження еквівалентності еталонних методів вимірювання»;
  • EN 14902:2005 «Стандартний метод вимірювання Pb/Cd/As/Ni у фракції РМ10 зваженихтвердих часток»;

На національному рівні необхідно встановити нормативи концентрації зважених часток (PM2,5; PM10) в атмосферному повітрі та забезпечити їх моніторинг, розробити національну програму та регіональні плани щодо налагодження контролю та вжиття заходів до підвищення якості повітря, які мають орієнтуватися на рекомендації ВООЗ.

Першим позитивним зрушенням в цьому напрямку є те, що в лютому цього року парламент нарешті ратифікував Київський протокол до Оргуської Конвенції. Ми підписали Київський протокол ще у 2003 році, проте ратифікували його лише тепер. Згідно цього рішення тепер Україна зобов’язана впровадити загальнодержавну публічну електронну систему кадастрів викидів забруднюючих речовин (включно з даними по PM2.5 та PM10) та згодом приєднатися до європейської системи моніторингу стану довкілля E-PRTR. Наразі жоден з постів спостереження в Україні не обладнаний необхідним апаратним та програмним забезпеченням та не підключений до міжнародних баз даних.

Публічна карта з даними моніторингу якості повітря в містах Європи в режимі онлайн. http://aqicn.org/map/europe
Джерело: World Air Quality Index

З іншого боку, особливо зважаючи на великий внесок підприємств енергетики у забруднення повітря зваженими частками, дуже актуальним з суто національних інтересів є виконання умов Договору про Енергетичне Співтовариство. Зокрема імплементація Директив 2001/80/EC та 2010/75/EU дозволить налагодити системну роботу в бік зменшення викидів зольного пилу та інших забруднюючих речовин, які призводять до аерозольного забруднення повітря, від теплових електростанцій, ТЕЦ та котелень, які працюють на вугіллі. Відповідно до початкової редакції Договору про заснування Енергетичного Співтовариства, Україна має розробити і почати впроваджувати політику щодо скорочення викидів забруднюючих речовин в енергетиці вже з 2018 року.

Опубліковано в журналі «Екологія Підприємства», №12, 2016

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *