Отруйне повітря, коктейль з молекул, досі в значній мірі невідомий
Автори
Професор хімії атмосфери, Паризький університет ім. Кретей Валь де Марна (UPEC)
Професор пульмонології, Паризький університет ім. Кретей Валь де Марна (UPEC)
Професор хімії та всесвітних наук Паризького університету
Директор з досліджень, Інсерм
Заява про розкриття інформації
Жан-Франсуа Дуссен отримав фінансування від Європейської комісії, Національного інституту наук Всесвіту CNRS та ADEME
Хорхе Бочковський отримав фінансування від Inserm, Національного дослідницького агентства, ANSES, Французького товариства пневмології та Європейської комісії. Він є частиною робочої групи в рамках ініціативи "EASI Paris Region Ile de France", яку здійснює лабораторія Санофі.
Патріс КОЛЛ отримав фінансування від Паризького університету Est Créteil, Національного інституту наук Всесвіту CNRS, регіону Іль-де-Франс, ADEME, Фонду Креді Агріколь. а також CNES в рамках інших тематичних програм.
Софі Ланоне отримала фінансування від Inserm, Національного дослідницького агентства, ANSES та Франкомовного товариства пневмологів.
Партнери
Université Paris-Est Créteil Val de Marne забезпечує фінансування як партнер-засновник The Conversation FR.
Інсерм та Паризький університет забезпечують фінансування як члени The Conversation FR.
Conversation UK отримує фінансування від цих організацій
- Електронна пошта
- Месенджер
Забруднення атмосферного повітря залишається одним з головних бичів сучасності. Згідно зі звітом ВООЗ, опублікованим у 2016 році, 92% міського населення не дихають здоровим повітрям; тривожна цифра в той час, коли 53% світового населення зараз мешкає в містах (частка, яка, як очікується, зросте до 65% до 2050 року).
Темна сторона промислової революції, а потім «славних тридцятих років», міське забруднення повітря має тенденцію - в абсолютних показниках - до зменшення в західних країнах; але його наслідки залишаються надзвичайно чутливими під впливом еволюції основних інших причин смертності (зменшення насильницьких смертей, збільшення смертності внаслідок раку, захворювань нервової системи та стагнація смертей, пов'язаних з респіраторними захворюваннями в контексті зменшення в курінні).
У країнах, що розвиваються, де проходження тієї ж траєкторії, що і промислово розвинені країни - хоча і згубне - іноді заявляється як одне з прав на емансипацію, руйнування атмосферного середовища вважається неминучим наслідком промислового розвитку, конкурентоспроможності та енергетичної автономії. Наприклад, у Китаї фактичне відсутність екологічних стандартів призвело до інтенсивного розвитку промисловості промислових товарів протягом останніх 20 років. Частота та важливість подій забруднення є такими, що погіршення якості повітря стає проблематичним як з політичної, так і з економічної точки зору.
Нарешті, в економічно найменш розвинених країнах надзвичайно елементарне та децентралізоване виробництво енергії іноді призводить до атмосферних пеклів. Наприклад, у Сінґраулі (в індійському штаті Мадх'я-Прадеш) бурхливий розвиток елементарних електростанцій, що працюють на вугіллі, в поєднанні з неконтрольованими промисловими викидами викликають рекордні рівні забруднення повітря з жахливими наслідками. Ця ситуація призвела до того, що Індійський суд зелених оголосив регіон "зоною критичного забруднення".
Структурні причини погіршення якості повітря видаються настільки поширеними, а науковий прогрес у розумінні його визначальних факторів настільки значним, що можна подумати, що не вистачає єдиної економічної та політичної волі щодо його викорінення.
Це правда лише частково. Якщо ці побажання залишаються реальними, наукові дослідження ще не дали усіх знань, необхідних нам, щоб змінити тенденцію, а отже, обмежують важливість погіршення якості повітря у факторах ризику навколишнього середовища для здоров’я людини.
«Вторинне» забруднення
За останні три десятиліття атмосферні хіміки, безсумнівно, досягли значного прогресу у розумінні походження забруднення повітря та його фізико-хімічних процесів. Вони побудували числові моделі, які зараз використовуються для прогнозування якості повітря.
Вони, зокрема, чудово визначили, що за течією забруднення, яке безпосередньо викидається в атмосферу (яке називається "первинним"), розвивається те, що більш згубне, називається "вторинним". При зародженні піків озону, які ми спостерігаємо щоліта, та більшості епізодів дрібних частинок, цей тип забруднення є результатом численних хімічних реакцій, що відбуваються в атмосферному середовищі.
Це "вторинне" забруднення має дві характеристики, які роблять його поглинання науковою та суспільною проблемою.
З одного боку, він набагато більш дифузний і тому набагато складніше регулюватися. Дійсно, на відміну від того, що було успішним у Європі в 1970-х і 1980-х роках, із впровадженням технологій скорочення джерел (фільтрація промислових викидів, перегляд процесів, десульфурація палива тощо), джерело "вторинного" забруднення географічно погано визначений.
Тоді він надзвичайно складний за своїми механізмами: тисячі різних хімічних сполук викидаються в міську атмосферу. Кожен з них перетворюється в різні та мінливі процеси залежно від атмосферних та метеорологічних умов, даючи, у свою чергу, тисячі вторинних видів, усі з власними фізичними, хімічними та токсикологічними властивостями.
Незаперечні наукові досягнення
Однак, незважаючи на це складне питання, ми повинні вітати дуже значний прогрес, досягнутий за останні роки в описі забруднення атмосфери.
Поява нових "он-лайн" приладів, таких як аерозольні мас-спектрометри, що дозволяють характеризувати це забруднення в режимі реального часу. Ці прилади поєднуються з передовими методами аналітичної хімії, які дозволяють дослідникам виявляти нові сімейства молекул, нові хімічні функції, а також нові типи молекулярних асоціацій, присутніх у повітрі, яким ми дихаємо.
Але незважаючи на те, що вплив на здоров’я є основною мотивацією для цього дослідження, хіміки атмосфери намагаються спостерігати за молекулами, відповідальними за ці ефекти. Дійсно, окрім кількох таких, як озон, формальдегід або ПДП, їм бракує цілей, для яких було б чітко визначено згубний вплив на здоров'я людини.
Водночас епідеміологи також досягли значного прогресу. Програма APHEKOM, проведена з урахуванням стану здоров’я 39 мільйонів жителів 25 європейських міст, підрахувала, що, якщо середньорічні рівні дрібних частинок будуть знижені до рекомендованого ВООЗ значення (тобто 10 мкг/м 3), Приріст тривалості життя у віці 30 років може досягати 22 місяців.
Отже, цей показник вказує на те, що перевищення значення, рекомендованого ВООЗ для PM2,5, щороку призводить до майже 19 000 передчасних смертей щороку, у тому числі 15 000, спричинених серцево-судинними захворюваннями, що відповідає додатковій вартості витрат на охорону здоров’я. Окрім аспекту здоров’я, цей тип забруднення безпосередньо впливає на систему соціального забезпечення у Франції: за даними недавнього дослідження, від 1 до 2 мільярдів євро на рік.
Безліч ризиків для здоров’я
Забруднення повітря в цілому було оголошено канцерогенним у жовтні 2013 року Міжнародним агентством з дослідження раку (IARC). Тут знову ж таки відповідальні хімічні види ідентифікуються лише приблизно.
Тонкі частинки - тобто ті, що менше 10 мкм для РМ10 та 2,5 мкм для ПМ2,5 - є лише одним станом речовини. Однак хімікам і токсикологам очевидно, що їх хімічний склад безпосередньо пов’язаний з їх впливом на здоров’я, оскільки ці категорії можуть охоплювати як морські солі, мінеральний пил, так і сумнозвісні суміші органічних сполук, які, як відомо, токсичні в концентраціях, не пов’язаних із вмістом в атмосфері або навіть містять важкі метали.
З боку токсикологів виявляється, що пацієнти, які страждають на хворобливий стан (астма, ХОЗЛ, ожиріння), або у певний вік життя (діти, пацієнти літнього віку) мають особливу сприйнятливість до цього забруднення. Недавні дослідження також припускають, що вплив забруднення протягом внутрішньоутробного періоду може мати згубні наслідки для росту та розвитку плода (зниження маси тіла при народженні, підвищений ризик передчасних пологів тощо).
Зіткнувшись з тими ж обмеженнями, що й їхні колеги-епідеміологи при встановленні біологічних механізмів, що вказують на відповідальні молекули, вони зараз звертаються до лабораторних досліджень, але потім стикаються зі складністю атмосферного середовища, складнощі, з якою знайомі хіміки.
Через п’ятдесят років після відкриття фотохімічного смогу з’ясування його механізмів та демонстрація його наслідків є незадовільними: ми досі не знаємо, які молекули відповідають за наслідки забруднення повітря для здоров’я. Навіть якщо ми виявимо неймовірне безліч забруднювачів повітря, ми все ще не знаємо, чи є ефект "коктейлю", або навпаки, чи є деякі молекули, особливо придатні для певних рецепторів, надзвичайно токсичнішими, ніж інші ...
Трансдисциплінарний імпульс
Нова сторона тепер може світати з боку досліджень. Мова йде про поєднання розуміння атмосферного середовища, в якому ми живемо, та здатності відтворювати це середовище в лабораторії, яку створили хіміки атмосфери, з методологією та знаннями біології людини, розробленими вченими. токсикологи.
Загальною метою є визначення нових молекулярних дескрипторів для епідеміологів та нових обчислювальних цілей для моделювачів якості повітря.
З цього міждисциплінарного імпульсу повинні вийти нові цілі для агентств з контролю якості повітря, а також оновлені правила щодо майбутньої державної політики, нарешті, просвічені щодо того, що в повітрі отруює населення.