WikiDer > Загрязнение твердыми частицами

Particulate pollution

Загрязнение твердыми частицами является загрязнение из среда который состоит из частицы приостановлено в какой-то среде. Есть три основных формы: атмосферные твердые частицы,[1] морской мусор,[2] и космический мусор.[3] Некоторые частицы выделяются непосредственно из определенного источника, а другие образуются в химические реакции в атмосфере. Загрязнение твердыми частицами может происходить из природных источников или антропогенный процессы.

Атмосферные твердые частицы

Среднее глобальное распределение концентраций твердых частиц (PM2,5) (2001-2006 гг.).

Атмосферные твердые частицы, также известный как твердые частицы, или ТЧ, описывает твердые и / или жидкие частицы, взвешенные в газе, чаще всего земной шаратмосфера.[1] В зависимости от способа испускания частицы в атмосфере можно разделить на два типа. Первичные частицы, такие как минеральная пыль, выбрасываются в атмосферу.[4] Вторичные частицы, такие как нитрат аммония, образуются в атмосфере в результате преобразования газа в частицы.[4]

Источники

Некоторые частицы встречаются в природе и происходят из вулканы, песчаная буря, лес и пастбище пожары, живая растительность и морские брызги. Человеческая деятельность, такая как сжигание ископаемое топливо в транспортных средствах,[5] жжение стерни, электростанции, дорожная пыль, смачивать градирни в системах охлаждения и различных промышленных процессах также образуют значительное количество твердых частиц. Сжигание угля в развивающихся странах является основным методом отопления домов и энергоснабжения. Поскольку соляные брызги над океанами являются наиболее распространенной формой твердых частиц в атмосфере, антропогенный аэрозоли - созданные в результате деятельности человека - в настоящее время составляют около 10 процентов от общей массы аэрозолей в нашей атмосфере.[6]

Морской мусор

Морской мусор и морские аэрозоли относятся к твердым частицам взвешенный в жидкости, обычно вода на поверхности Земли. Твердые частицы в воде - это своего рода загрязнение воды измеряется как общая взвешенные вещества, а качество воды измерение указано как обычный загрязнитель в США. Закон о чистой воде, а закон о качестве воды.[7] Примечательно, что некоторые из частиц одного и того же типа могут находиться во взвешенном состоянии как в воздухе, так и в воде, и, в частности, загрязняющие вещества могут переноситься в воздухе и осаждаться в воде или падать на землю в виде кислотный дождь.[8] Большинство морских аэрозолей образуются в результате лопания пузырей прибойными волнами и капиллярного воздействия на поверхность океана из-за напряжения, оказываемого приземными ветрами.[2] Среди обычных морских аэрозолей аэрозоли чистой морской соли являются основным компонентом морских аэрозолей с ежегодными глобальными выбросами от 2 000 до 10 000 человек. тераграммы ежегодно.[2] Взаимодействуя с водой, многие морские аэрозоли помогают рассеивать свет и способствуют конденсации облаков и образованию ядер льда (IN); таким образом, влияя на радиационный баланс атмосферы.[2] Когда они взаимодействуют с антропогенным загрязнением, морские аэрозоли могут влиять на биогеохимические циклы за счет истощения кислот, таких как азотная кислота и галогены.[2]

Космический мусор

Космический мусор описывает частицы в вакуум из космическое пространство, в частности, частицы, возникающие в результате деятельности человека, которые остаются в геоцентрическая орбита вокруг земной шар. Международная ассоциация астронавтов определяет космический мусор как "любой искусственно созданный объект на орбите Земли, который не функционирует без разумных ожиданий принятия или возобновления своей предполагаемой функции или любой другой функции, для которой он разрешен или может быть санкционирован, включая их фрагменты и их части ".[3]

Космический мусор классифицируется по размеру и оперативному назначению и делится на четыре основных подгруппы: неактивная полезная нагрузка, рабочий мусор, фрагментарный мусор и микрочастицы.[3] Неактивные полезные нагрузки относятся к любым запущенным космическим объектам, которые потеряли способность повторно подключаться к соответствующему космическому оператору; таким образом предотвращая возвращение на Землю.[9] Напротив, оперативный мусор описывает вопрос, связанный с движением более крупного объекта в космос, который может включать в себя верхние ступени ракеты и выброшенные носовые конусы.[9] Осколки фрагментации относятся к любому объекту в космосе, который отделился от более крупного объекта посредством взрыв, столкновение или же ухудшение.[10] Материя микрочастиц описывает космическое вещество, которое обычно невозможно увидеть невооруженным глазом, включая частицы, газы и космическое свечение.[9]

В ответ на исследования, в результате которых был сделан вывод о том, что столкновения с орбитальным мусором могут создать для космических аппаратов большую опасность, чем естественная среда метеороидов НАСА начал программу орбитального мусора в 1979 году, инициированную отделением космических наук в Космический центр Джонсона (ОАО).[11] Начиная с начального бюджета в 70 000 долларов, программа НАСА по орбитальному мусору начиналась с первоначальных целей определения характеристик опасностей, вызванных космическим мусором, и создания стандартов смягчения последствий, которые позволили бы свести к минимуму рост среды орбитального мусора.[12] К 1990 году программа НАСА по орбитальному мусору создала программу мониторинга космического мусора, которая включала механизмы для отбора проб низкая околоземная орбита (LEO) для мусора размером до 6 мм с использованием Стог сена X-Band наземный радар.[11]

Эпидемиология

Загрязнение твердыми частицами разного размера и состава наблюдается во всем мире и является предметом многих эпидемиологических исследований. Твердые частицы (ТЧ) обычно подразделяются на две основные категории размеров: ТЧ.10 и PM2.5. ВЕЧЕРА10, также известный как крупные твердые частицы, состоит из частиц размером 10 микрометров (мкм) и меньше, а PM2.5, также называемый мелкими твердыми частицами, состоит из частиц размером 2,5 мкм и менее.[13] Особенно примечательны частицы размером 2,5 мкм или меньше, поскольку они могут вдыхаться в нижние дыхательные пути и при достаточном воздействии всасываться в кровоток. Загрязнение твердыми частицами может происходить прямо или косвенно из ряда источников, включая, помимо прочего, сельское хозяйство, автомобили, строительство, лесные пожары, химические загрязнители и электростанции.[14]

Воздействие частиц любого размера и состава может происходить остро в течение короткого периода времени или хронически в течение длительного времени.[15] Воздействие твердых частиц было связано с неблагоприятными респираторными симптомами, начиная от раздражения дыхательных путей, обострения астмы, кашля и затрудненного дыхания от острого воздействия до таких симптомов, как нерегулярное сердцебиение, рак легких, заболевание почек, хронический бронхит и преждевременная смерть людей, страдающих от ранее существовавших сердечно-сосудистых или легочных заболеваний, вызванных хроническим воздействием.[13] Серьезность последствий для здоровья обычно зависит от размера частиц, а также от состояния здоровья человека, подвергшегося воздействию; Пожилые люди, дети, беременные женщины и группы населения с ослабленным иммунитетом подвергаются наибольшему риску неблагоприятных последствий для здоровья.[16] Кратковременное воздействие загрязнения твердыми частицами было связано с неблагоприятным воздействием на здоровье.[17][18]

В результате США Агентство по охране окружающей среды (EPA) и различные агентства здравоохранения по всему миру установили пороговые значения для концентраций PM2.5 и PM10 которые определены как приемлемые. Однако безопасный уровень воздействия неизвестен, и, таким образом, любое воздействие загрязнения твердыми частицами может увеличить риск неблагоприятного воздействия на здоровье человека.[19] В европейских странах качество воздуха не менее 10 микрограммов на кубический метр воздуха (мкг / м3).3) для PM2.5 увеличивает дневную смертность от всех причин на 0,2-0,6% и сердечно-легочную смертность на 6-13%.[19]

По всему миру, PM10 концентрации 70 мкг / м3 и PM2.5 концентрации 35 мкг / м3 было показано, что долгосрочная смертность увеличивается на 15%.[13] Более того, примерно 4,2 миллиона всех случаев преждевременной смерти, наблюдавшихся в 2016 году, произошли из-за загрязнения воздуха твердыми частицами, 91% из которых произошли в странах с низким и средним социально-экономическим статусом. Из этих преждевременных смертей 58% были связаны с инсультом и ишемической болезнью сердца, 8% - с ХОБЛ (Хроническая обструктивная болезнь легких) и 6% к раку легких.[20]

В 2006 году EPA провело определение качества воздуха во всех 50 штатах, обозначив районы с высоким уровнем загрязнения на основе таких критериев, как данные мониторинга качества воздуха, рекомендации, представленные штатами, и другая техническая информация; и уменьшил Национальный стандарт качества атмосферного воздуха для ежедневного воздействия твердых частиц размером 2,5 микрометра и меньше от 15 мкг / м3 до 12 мкг / м3 в 2012.[21] В результате ежегодный премьер-министр США2.5 в среднем снизились с 13,5 мкг / м3 до 8,02 мкг / м3, с 2000 по 2017 год.[22]

Рекомендации

  1. ^ а б Перрино, Чинция (2010). «Твердые частицы атмосферы». Письма по биофизике и биоинженерии. 3 (1). ISSN 2037-0199.
  2. ^ а б c d е Fuzzi, S .; Baltensperger, U .; Carslaw, K .; Decesari, S .; Denier van der Gon, H .; Факкини, М. С .; Fowler, D .; Корен, I .; Лэнгфорд, Б. (2015). «Твердые частицы, качество воздуха и климат: извлеченные уроки и будущие потребности». Атмосферная химия и физика. 15 (14): 8217–8299. Дои:10.5194 / acp-15-8217-2015. ISSN 1680-7316.
  3. ^ а б c Чадда, Шейн (2010). «Защита от космического мусора». Серия рабочих документов SSRN. Дои:10.2139 / ssrn.1586539. ISSN 1556-5068. SSRN 1586539.
  4. ^ а б Giere, R .; Querol, X. (2010). «Твердые частицы в атмосфере». Элементы. 6 (4): 215–222. Дои:10.2113 / gselements.6.4.215. ISSN 1811-5209.
  5. ^ Омидварборна; и другие. (2015). «Последние исследования по моделированию сажи при сжигании дизельного топлива». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 48: 635–647. Дои:10.1016 / j.rser.2015.04.019.
  6. ^ Хардин, Мэри; Кан, Ральф. «Аэрозоли и изменение климата».
  7. ^ НАС. Закон о чистой воде, сек. 304 (а) (4), 33 U.S.C. § 1314 (а) (4).
  8. ^ EPA, OAR, США. "Воздействие твердых частиц (ТЧ) на здоровье и окружающую среду | Агентство по охране окружающей среды США". Агентство по охране окружающей среды США. Получено 2018-09-26.
  9. ^ а б c Бейкер, Х.А. (1989). Космический мусор: правовые и политические последствия. Дордрехт, Нидерланды: Издательство Martinus Nijhoff. п. 4. ISBN 0-7923-0166-8.
  10. ^ Комитет по космическому мусору, Национальный исследовательский совет (1995). Орбитальный мусор: техническая оценка. Национальная академия прессы. п. 25. ISBN 0309051258.
  11. ^ а б Ограничение риска столкновений космических аппаратов в будущем: оценка программ НАСА по метеороидам и орбитальному мусору. Вашингтон: Национальная академия прессы. 2011. С.7. ISBN 978-0309219778.
  12. ^ D.S.F. Портри, Дж. П. Лофтус (1999). Орбитальный мусор: хронология. Вашингтон: НАСА. п. 29.
  13. ^ а б c «Рекомендации ВОЗ по качеству воздуха для твердых частиц, озона, диоксида азота и диоксида серы».
  14. ^ "Основы твердых частиц (ТЧ)".
  15. ^ «Воздействие твердых частиц на здоровье и окружающую среду».
  16. ^ «Загрязнение твердыми частицами и ваше здоровье».
  17. ^ Дерюгина, Татьяна; Heutel, Garth; Миллер, Нолан Х .; Молитор, Дэвид; Рейф, Джулиан (2019). "Смертность и медицинские издержки загрязнения воздуха: данные по изменению направления ветра". Американский экономический обзор. 109 (12): 4178–4219. Дои:10.1257 / aer.20180279. ISSN 0002-8282. ЧВК 7080189.
  18. ^ Ди, Цянь; Дай, Линчжэнь; Ван, Юнь; Занобетти, Антонелла; Чойрат, Кристина; Schwartz, Joel D .; Доминичи, Франческа (26 декабря 2017 г.). «Связь краткосрочного воздействия загрязнения воздуха со смертностью среди пожилых людей». JAMA. 318 (24): 2446–2456. Дои:10.1001 / jama.2017.17923. ISSN 0098-7484. ЧВК 5783186. PMID 29279932.
  19. ^ а б «Влияние твердых частиц на здоровье» (PDF).
  20. ^ «Качество атмосферного воздуха и здоровье».
  21. ^ «Стандарты качества воздуха для PM 2,5».
  22. ^ «Тенденции развития твердых частиц».

внешняя ссылка