Ultrajemné částice a zdraví v Erzgebirgskreis a Ústeckém kraji Dr. Eva Rychlíková

Velikost částic znečišťujících ovzduší Brook at al: Air Pollution and Cardiovascular disease, Circulation,2004,109:2566-2671

Submikronové částice jsou generovány spalováním, konverzí plynů, nukleárním procesem nebo fotochemickým procesem, některé jsou emitovány přímo ze zdroje, ultrajemné částice tvoří většinu částic ve směsi částic ve venkovním ovzduší UFP setrvávají v ovzduší pouze krátkou dobu. Důvodem je jejich aglomerace a koagulace do větších částic.

Můžeme z měření imisí zjistit zdroj? 1) Chemical Mass Balance (CMB) Modelování 2) Principal Component Analysis (PCA) Způsob faktorové analýzy, model 3) Positive Matrix Factorization (PMF)

Pro hodnocení vlivu jsou důležité počet velikost velikostní distribuce z hlediska efektu se uplatňují ještě: chemické složení velký povrch ve vztahu k jejich hmotnosti

Vlastnosti částic Jsou inhalovatelné, většina se deponuje v plicích, jsou schopné proniknout hluboko do plic a proniknout do plicního parenchymu a intersticia a není možné se jich lehce zbavit. Hromadí se. UFPs mohou dokonce přímo pronikat do oběhu, který jim umožní se rozšířit do systémů.Zjištěno pokusy na zvířatech, dobrovolnících.

Kvalita částic Jejich složení závisí na zdroji a podobně i procesu při vytvoření částice. Složení: prvky, anorganické anionty, elementární a organický uhlík (zejména saze),organické sloučeniny Složením se místně liší Částice vzniklé spalováním závisí na typu paliva a spalovacím procesu Počet a distribuce velikosti se zjišťují v reálném čase. Hmota, distribuce hmoty a morfologie částic jsou určovány po odběru vzorků laboratorně.

Znečištění měst Ve městech jsou nejvyšší koncentrace ultrajemných částic v blízkosti dopravních tras a v tunelech. Dosahují počtu 10 5 /cm, V rámci dopravních expozic jsou osoby žijící nebo pracující v blízkosti dopravy vystaveny abnormálním koncentracím ultrajemných částic, při tom koncentrace PM2,5 a PM10 mohou být překračovány jen občas. Korelace mezi jemnými a hrubými částicemi často chybí. Ultrajemné částice dominují.

Vztah mezi koncentrací a vzdáleností od hlavních dopravních cest ve městě klesá exponenciálně na úroveň „pozadí“ klesá ve vzdálenosti 300m.

Jakým způsobem se uplatňují: I málo toxické částice mohou způsobit oxidativní stress, uvolnění mediátorů zánětu, plicní onemocnění a další systémový efekt. Z významného efektu bývají podezírány částice z výfukových plynů diesemotorů. . Mohou perineurálně vstupovat po inhalaci do CNS

Mechanismus působení Je popsáno několik pravděpodobných mechanistických cest, včetně zvýšené koagulace/thrombózy, sklon k arytmiým, akutní arterial vasokonstrikce, systémová zánětlivá odpověď, a chronický rozvoj atherosklerózy (Brook et al.) Výzkum člověkem produkovaných částic v rámci REACH

Brook at al: Air Pollution and Cardiovascular disease, Circulation,2004

Z jakého efektu jsou částice podezírány: Expozice je spojována s hospitalizací pro IM a městnavou chorobu srdeční Expozice je spojována se zvýšeným rizikem žilní trombózy Některé studie expozic předpokládají, že částice emitované z dopravy (organický uhlík a kvasiultrajemné částice ) se podílejí na nárůstu systémových zánětů, aktivaci destiček a snížení aktivity antioxidačních enzymů u starších osob s kardiovaskulárním onemocněním Neurologická onemocnění (pseudoparkinsonismus…)

Složení se místně liší, ale: Tisíce látek bylo zjištěno v částicích, ale přes to existují obecné složky, které se obecně opakují nitráty sulfáty elementární a organický uhlík organické látky(např. polycyclické aromatické uhlovodíky) biologické složky (např. endotoxiny, buněčné části), různé kovy (např. Fe, Cu, Ni, Zn, V).

Elementární uhlík: Stewart et al. provedl studii u 19 diabetiků typu 2, aby zjistil vliv vdechnutého elementárního uhlíku v ultrajemných částicích na trombocyty a vaskulární endothel. Popsal přechodné aktivované destičky po inhalaci 50 ug/m3 z možným ovlivněním endothelu. Předpokládá, že tím lze vysvětlit pravděpodobnou senzitivitu nemocných s diabetem 2 vůči znečištění ovzduší.

Kovy v jemných částicích Komunity s vyšší koncentrací vanadu a niklu a elementárního uhlíku nebo jejich zdroje byly vztaženy k vyššímu riziku hospitalizace spojené s krátkodobou expozicí v důsledku působení částic menších, než PM 2,5 (Bell et al.2009) Podobný nález učinil Suh et al. 24-hodinová koncentrace přechodných kovů a alkánů byla asociována s nárůstem odds (0,26%; 95% konfidence interval (CI), 0,02 -0,48; and 95 % CI, 0,04 – 0,72, resp) u příjmů do nemocnic v Atlantě pro kardiovaskulárními nemocemi (Suh et al, 2011)

Hospitalizace Dennekamp at al. zjisitil nálezy, odpovídající asociaci mezi denním průměrem koncentrací PM2.5 a nárůstem rizika onemocnění selháním srdce u pacientů mimo nemocnici. (Dennekamp et al 2010) Dominici et al zjistila ve Spojených státech národní průměr s hodnocením risk ratio, které bylo větší pro starší skupinu obyvatel pro některá onemocnění včetně ischemické choroby srdeční, poruch srdečního rytmu, srdečního selhání a CHOPN (Dominici et al. 2006).

Senzitivní skupiny obyvatel: Ve srovnání s částicemi stejného složení je expoziční dávka u UFP efektivnější. Observační studie předpokládají , že kardiovaskulární efekt částic znečišťujících ovzduší může být větší u diabetiků, než u osob bez diabetu

Senzitivní populace Berglind et al. nezjistili ve Stockholmu při středně zvýšených koncentracích PM2,5 nálezy svědčící o existenci senzitivní skupiny pacientů, která by reagovala infarktem myokardu (Berglind et al. 2010) Von Klot et al. V Evropské multicentrické studii v letech 1992 - 2000 v Augsburgu, Barceloně, Helsinkiách; Římě; a Stockholmu zjistila u sledování opakovaných přijetí nemocných osob do nemocnice, které již dříve byly hospitalizovány s i.m., že právě tiot nemocní jsou citlivou populační skupinou.(Klot et al 2005)

Neurologické změny: Crüts popsal funkční změny EEG po expozici dieselovým výfukovým plynům u lidských dobrovolníků. Může to být vysvětlení Alzheimerovy demence nebo parkinsonismu (Crüts et. al 2008) Tato pozorování možných přímých translokací vdechovaných nanočástic do mozku vyžadují další výzkum s potvrzením nebo odmítnutím hypotézy spojení nanočástic s různými onemocněními mozku (Evropská Komise, SCENIHR 2009)

Zdravotní ústav se sídlem v Ústí n/L Je projektovým partnerem TU Dresden (vedoucí projektu), Ústavu pro výzkum troposféry v Lipsku, Saského ministerstva a úřadu pro životní prostředí a územní plánování, ČHMÚ a Krajského úřadu v Ústí n/L v projektu Ultrajemné částice v Erzgebigkreis a Ústeckém regionu a jejich vliv na zdraví

Projekt Cíl-3 „Ultrajemné částice a zdraví v Erzgebirgskreis a Ústeckém kraji“ Měření UFP Monitoring „běžného“ znečištění(PM2,5, PM10, ozón, SO2, NO2) Kampaňová měření UFP se zaměřením na jejich iontové složení a organické složky, určení zdrojů znečištění Sledování hospitalizace a úmrtnosti Case-crossover studie denního zhoršení příznaků kardiovaskulárních nemocí dospělých v Ústí n/L Case-crossover studie denního zhoršení příznaků chronických dýchacích nemocí dospělých v Ústí n/L Návrh opatření

Děkuji za pozornost ! eva.rychlikova@zuusti.cz