Autóforgalom, fűtés, a levegőben újonnan képződő apró részecskék – a városi légszennyezésnek számos forrása van. De vajon számít-e, honnan származnak a belélegzett részecskék, és hogy közben pihenünk vagy sportolunk-e? Az Eötvös Loránd Tudományegyetem és a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont kutatói tizenegy év budapesti mérési adatait elemezve vizsgálták, hogy a különböző forrásokból származó részecskék milyen arányban és hol ülepednek ki a légzőrendszerben. Eredményeik segíthetnek jobban megérteni a légszennyezés egészségügyi kockázatait, és hozzájárulhatnak a hatékonyabb levegőminőség-védelmi intézkedések kidolgozásához.
Nem minden belélegzett részecske rakódik le a légzőrendszerben, és a kiülepedő részecskék sem egyformán oszlanak el a légutakban. A kutatók azt találták, hogy a részecskedepozíció arányát elsősorban azok eredete határozza meg, míg a fizikai aktivitás főként azt befolyásolja, hogy a légzőrendszer mely területein ülepednek ki. Nem mindegy tehát, hogy a közlekedésből vagy a fűtésből származó részecskéket lélegezzük be, ahogyan az sem, hogy közben pihenünk vagy intenzíven mozgunk.
Honnan származhatnak a légutakba kerülő részecskék?
A kutatók elsősorban a Budapest Aeroszol Kutató és Oktató Platform (BpART) Laboratóriumban gyűjtött mérési adatokat elemezték. A vizsgálat a 6 és 1000 nanométer közötti átmérőjű részecskékre terjedt ki. Statisztikai módszerekkel öt fő forráscsoportot különítettek el.
Az egyik csoportot a légkörben újonnan képződő részecskék alkotják. Ezek nem közvetlenül valamely szennyezőforrásból kerülnek a levegőbe, hanem különböző gáz halmazállapotú vegyületek átalakulásával jönnek létre.
A közúti közlekedésből származó részecskéket két csoportra osztották. Az egyikbe a félillékony részecskék tartoznak, amelyek egyes összetevői a környezeti körülményektől függően elpárologhatnak, majd ismét kicsapódhatnak. Ilyen folyamat játszódhat le például a kipufogógáz lehűlésekor. A másik csoportot a korommagot tartalmazó részecskék alkotják, amelyek elsősorban az üzemanyag elégetésekor keletkeznek.
Külön csoportot képeznek a másodlagos szervetlen aeroszolok, amelyek főként tavasszal és nyáron képződnek a már levegőbe került szennyező gázok kémiai átalakulásával.
Az ötödik csoportba a szilárd fosszilis tüzelőanyagok és a biomassza égetéséből származó részecskék tartoznak. Ezek többek között kormot, hamueredetű anyagokat és szerves vegyületeket tartalmazhatnak.
Mi történik a részecskékkel, miután belélegezzük őket?
A belélegzett részecskék egy része már a felső légutakban kiülepedik, mások mélyebbre jutnak a tüdőben, egy részük pedig a kilélegzett levegővel távozik. Annak meghatározására, hogy a különböző forrásokból származó részecskék hol és milyen arányban rakódhatnak le, a kutatók egy számítógépes részecskedepozíciós modellt alkalmaztak.
A modell a részecskék lehetséges útját követi a légutak elágazó rendszerében, és megbecsüli, hogy azok mely területeken ülepednek ki. A számítások során négy különböző aktivitási szintet vettek figyelembe: a nyugalmi állapotot, az ülő tevékenységet, valamint a könnyű és az intenzív fizikai megterhelést.
A számítások szerint a vizsgált forráscsoportoktól függően a belélegzett részecskék 27–76 százaléka ülepedik ki a légzőrendszerben. A legnagyobb arányt a légkörben újonnan képződő részecskék esetében, míg a legkisebb arányt a fűtési időszakhoz, elsősorban a szilárd tüzelőanyagok égetéséhez kapcsolódó részecskéknél mutatták ki.
A fizikai aktivitás ezzel szemben elsősorban azt befolyásolja, hogy a részecskék hol ülepednek ki. Intenzívebb mozgás közben a depozíció nagyobb része a tüdő mélyebb területeire, a léghólyagocskák régiójára tevődik át. Ráadásul a fokozott légzés miatt ugyanannyi idő alatt több részecske is kiülepedhet.
Ezért például légszennyezett környezetben végzett sportolás során a tüdő mélyebb területeit nagyobb részecsketerhelés érheti. Ez egészségügyi szempontból is fontos lehet, bár a kutatás közvetlenül nem a részecskék egészségkárosító hatását, hanem a légzőrendszerben történő depozíciót vizsgálta.
Nem csak a részecskék száma számít
A kutatók többféle számítást is végeztek. Nemcsak azt elemezték, hogy a belélegzett részecskék mekkora hányada rakódik le, hanem azt is, hogy adott idő alatt hány részecske ülepedik ki, és ezekből mennyi jut a légutak adott nagyságú felületére. Emellett a kiülepedő részecskék összesített felületét is figyelembe vették.
Az eredmények azt mutatják, hogy a különböző szennyezőforrásokból származó részecsketerhelés megítélése attól is függ, milyen mutatót veszünk alapul. Az adott idő alatt kiülepedő részecskék számát tekintve a közlekedésből származó félillékony és a légkörben újonnan képződő részecskék okozzák a legnagyobb terhelést. Ha azonban a tüdőben lerakódó részecskék összesített felületét vizsgáljuk, a fűtési időszakhoz kapcsolódó és a közlekedési eredetű, korommagot tartalmazó részecskék adják a legmagasabb értékeket.
Mindez arra hívja fel a figyelmet, hogy a légszennyezés lehetséges egészségügyi kockázatainak megítéléséhez nem elegendő pusztán a részecskék számát ismerni. Fontos az eredetük, a méretük, valamint az is, hogy a légzőrendszer mely részein ülepednek ki.
A mérési adatok feldolgozását és a források azonosítását Salma Imre és Vörösmarty Máté, az ELTE Természettudományi Kar Kémiai Intézetének kutatói végezték. A modellezési keretrendszer továbbfejlesztése, a szimulációk és azok kiértékelése Farkas Árpád, a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont Energia- és Környezetbiztonsági Intézetének kutatójának nevéhez fűződnek.
A kutatást a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal támogatta. A tanulmány az Amerikai Kémiai Társaság (ACS) által kiadott Environmental Science & Technology folyóiratban jelent meg.
Forrás: HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat, továbbította a Helló Sajtó! Üzleti Sajtószolgálat.