Твердые частицы и аэрозоли

Твердые частицы представляют собой смесь твердых частиц и жидких капель, взвешенных в воздухе, классифицируемых по аэродинамическому диаметру на крупные (PM10) и мелкие (PM2.5) фракции, а также на еще более мелкие ультрадисперсные частицы. Это загрязнитель воздуха, наиболее последовательно и тесно связанный с ухудшением здоровья, несущий наибольшую задокументированную долю глобального бремени болезней от загрязнения воздуха.

Definition

Твердые частицы (PM) — это сложная, взвешенная смесь твердых и жидких частиц различного размера, состава и происхождения; они обычно характеризуются аэродинамическим диаметром, при этом PM10 (≤10 микрометров) и PM2.5 (≤2.5 микрометров) являются размерными фракциями, используемыми при оценке здоровья и регулировании.

Scope

Эта тема охватывает классификацию взвешенных в воздухе частиц по размеру, их источники и состав, механизм их отложения в дыхательных путях, а также когортные и временные ряды данных, связывающие воздействие твердых частиц со смертностью и сердечно-сосудистыми и респираторными заболеваниями. Она рассматривает частицы как класс загрязнителей, дополняя тему газообразных загрязнителей.

Key concepts

• Аэродинамический диаметр и размерные фракции (PM10, PM2.5, ультрадисперсные частицы)
• Первичные и вторичные частицы
• Состав и источники частиц
• Отложение и выведение из дыхательных путей
• Системное воспаление и окислительный стресс
• Влияние долгосрочного и краткосрочного воздействия
• Зависимость «концентрация-ответ» и предельные значения

Mechanisms

Размер частиц определяет место их отложения при вдыхании: крупные частицы в основном оседают в верхних дыхательных путях, в то время как мелкие и ультрадисперсные частицы проникают в мелкие дыхательные пути и альвеолы. Там они вызывают местное и системное воспаление и окислительный стресс, а мельчайшие фракции и растворимые компоненты могут достигать кровотока, способствуя эндотелиальной дисфункции и сердечно-сосудистым эффектам. Как кратковременные пики, так и длительное воздействие связаны с неблагоприятными исходами.

Clinical relevance

Твердые частицы являются загрязнителем воздуха, наиболее тесно связанным на популяционном уровне с сердечно-сосудистой и респираторной заболеваемостью и смертностью, а их концентрация является ключевым показателем в мониторинге качества воздуха и установлении стандартов. Эта статья обобщает данные о воздействии на популяционном уровне и не является основанием для индивидуальной диагностики или лечения.

Epidemiology

Долгосрочные когортные исследования, начиная с когорт Гарвардского университета «Шесть городов» и Американского онкологического общества и расширенные в последующих анализах, связывают воздействие мелких частиц с повышенной смертностью от сердечно-легочных заболеваний и рака легких, в то время как метаанализы временных рядов связывают кратковременное повышение PM2.5 с ежедневной смертностью и госпитализациями; PM2.5 составляет наибольшую долю глобального бремени болезней, связанных с загрязнением воздуха.

Evidence & guidelines

Когортные данные Поупа и его коллег и метаанализ временных рядов Аткинсона и его коллег, наряду с научным заявлением Американской кардиологической ассоциации о твердых частицах и сердечно-сосудистых заболеваниях, представляют собой последовательный массив доказательств. Глобальные рекомендации ВОЗ по качеству воздуха (2021 г.) устанавливают рекомендуемые годовые и краткосрочные уровни для PM2.5 и PM10.

Debates

Имеет ли состав частиц значение помимо их массы?

Оценка здоровья и стандарты в значительной степени основаны на массе частиц по размерным фракциям, но данные свидетельствуют о том, что химический состав, источник и ультрадисперсная фракция могут обладать различной токсичностью, что поднимает вопрос о том, полностью ли масса сама по себе отражает опасность.

Key figures

• C. Arden Pope III
• Robert D. Brook

Seminal works

• pope-2002
• brook-2010
• atkinson-2014

Frequently asked questions

В чем разница между PM10 и PM2.5?

PM10 относится к частицам с аэродинамическим диаметром до 10 микрометров, в то время как PM2.5 относится к более мелкой фракции до 2.5 микрометров; более мелкие частицы PM2.5 проникают глубже в легкие и более тесно связаны с воздействием на здоровье.

Почему твердые частицы считаются наиболее важным загрязнителем воздуха для здоровья?

Мелкие твердые частицы являются загрязнителем, наиболее последовательно связанным в когортных исследованиях и исследованиях временных рядов с сердечно-сосудистой и респираторной смертностью, и они составляют наибольшую долю глобального бремени болезней, приписываемых загрязнению воздуха.