Identyfikacja różnych typów pyłów atmosferycznych wraz z oceną ich oddziaływań

Pyły atmosferyczne są aktualnie przedmiotem intensywnych badań naukowców z różnych dziedzin na całym świecie, ze względu na ich szerokie spektrum oddziaływania, związane z zanieczyszczeniem atmosfery, wpływem na jej bilans radiacyjny, a zatem i na zmiany klimatu, a także wpływem na środowisko. Wysokie stężenia pyłów budzą, zwłaszcza ostatnio, duże zaniepokojenie społeczeństwa ze względu na coraz bardziej powszechną wiedzę o ich negatywnym wpływie na zdrowie ludzkie. Jednakże w związku z niejednorodnością tego zanieczyszczenia, ocena jego oddziaływań zdrowotnych jest wyjątkowo trudna, jako że cechy pyłów zależą od ich rozmiarów, składu chemicznego, powierzchni cząstek oraz kształtu. Tak szczegółowa charakterystyka pyłów nie jest badana w ramach rutynowego monitoringu zanieczyszczeń pyłowych, co także uniemożliwia ilościowe określenie źródeł odpowiedzialnych za obserwowane w powietrzu poziomy zanieczyszczeń pyłowych. W związku z tym, badania prowadzone w projekcie miały na celu dokonanie szczegółowej analizy chemicznej pyłu drobnego PM2.5 w celu identyfikacji źródeł jego emisji, a w następnej kolejności – powiązania wyróżnionych rodzajów pyłu z negatywnymi efektami zdrowotnymi występującymi w populacji. W badaniach wzięto pod uwagę dwa polskie miasta o odmiennych warunkach klimatycznych, topograficznych i emisyjnych – Warszawę i Racibórz. W Warszawie przeprowadzono unikatową, pierwszą w Polsce ciągłą, długoterminową kampanię pomiarową składu PM2.5 (jony, materia węglowa, pierwiastki śladowe), obejmującą 15 miesięcy (2015-2017), w celu określenia sezonowej zmienności stężeń poszczególnych składników, zaś w przypadku Raciborza wykorzystano dostępne dane uzyskane w ramach projektu AIRSILESIA dla lat 2011-2012. Identyfikacji źródeł dokonano w oparciu o zaawansowane metody statystyczne (analizę składowych głównych – PCA oraz dodatnią faktoryzację macierzy – PMF), wykorzystujące informacje o wielkości stężeń pyłu i jego składników w 24-godzinnej rozdzielczości czasowej. Bazę danych uzyskanych w projekcie poszerzono o 3-tygodniowy zbiór analiz chemicznych w rozdzielczości 1-godzinnej. W Warszawie zidentyfikowano 5 głównych źródeł PM2.5 (spalanie paliw stałych w piecach domowych w mieście i na obszarach podmiejskich, emisja spalinowa z samochodów, ścieranie części samochodów i nawierzchni dróg, pył mineralny oraz przemysł), zaś w Raciborzu – 6 (spalanie paliw stałych w piecach domowych w mieście, spalanie paliw poza miastem, energetyka, przemysł, pył z erozji gleby oraz pył bogaty w sód).

Według wyników badań prowadzonych na całym świecie, pyły mają znaczący wpływ na występowanie i/lub potęgowanie wielu chorób, a notowane objawy mają bardzo szerokie spektrum. W projekcie podjęto próbę określenia, jaki jest związek pomiędzy stężeniami wyróżnionych rodzajów PM2.5 a ryzykiem hospitalizacji oraz przedwczesnego zgonu. Wzięto pod uwagę zarówno ryzyko ogólne, jak i związane oddzielnie z chorobami układu krążenia, układu oddechowego oraz nowotworami. Wyniki badań wskazały, że zanieczyszczenie pyłem PM2.5 w niewielkim stopniu wpływa na ryzyko przedwczesnego zgonu w generalnej populacji Warszawy, zwiększa natomiast znacznie ryzyko hospitalizacji, przy czym najsilniejsze oddziaływania powiązane zostały z pyłem pochodzącym ze ścierania części samochodów i nawierzchni dróg oraz z emisji spalinowej samochodów. Analiza danych z Raciborza była utrudniona z powodu braków danych w szeregu czasowym zanieczyszczeń powietrza oraz małą liczebność analizowanych zdarzeń zdrowotnych, w wyniku czego uzyskane wyniki nie pozwoliły na wyciągnięcie spójnych wniosków.

Wyniki uzyskane w projekcie poszerzają wiedzę na temat aerozoli w atmosferze, co ma znaczenie zarówno dla rozwoju nauk atmosferycznych, jak i badań w obszarze nauk o zdrowiu, a także pokrewnych dziedzin nauki. Otrzymane wyniki mają również istotne znaczenie dla społeczeństwa poprzez wkład w rozwój metod obiektywnej oceny narażenia zdrowotnego oraz udoskonalenie narzędzi efektywnego ograniczania emisji zanieczyszczeń do atmosfery i zarządzania jakością powietrza w Polsce. Popularyzacja tych wyników przynieść może korzyści dla podniesienia świadomości społecznej w zakresie właściwości pyłu atmosferycznego i jego negatywnego oddziaływania na zdrowie.