Как очистить смог в воздухе Нью-Дели
Международное исследование под руководством ученых-атмосферщиков из PSI впервые показало, какие именно компоненты взвешенных частиц в воздухе над северной Индией особенно вредны для здоровья.
Нигде в мире люди не дышат таким грязным воздухом, как в Индии. По данным Всемирной организации здравоохранения, до 1.3 миллиона смертей в год на субконтиненте можно связать с загрязнением воздуха.
С помощью своей Национальной программы по чистому воздуху правительство Индии хочет принять контрмеры. Для этого лицам, принимающим решения, необходимо знать, из каких источников происходят частицы, как они распределены регионально и насколько вредны определенные соединения для здоровья человека. Эту важную информацию впервые предоставило исследование под руководством сотрудников Лаборатории атмосферной химии PSI с партнерами из Индии, Китая, Германии, Дании, Франции, Испании и Швейцарии.
Исследователи не только определили количество и происхождение частиц в воздухе, но и их оксидативный потенциал — важный фактор вредного воздействия химического соединения на живые клетки и, следовательно, на здоровье. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Фокус исследования был сосредоточен на индийской столице Нью-Дели. Из всех городов Земли она считается мегаполисом с самой высокой концентрацией взвешенных частиц в воздухе. За последние четыре года ученые уже получили основополагающие представления о загрязнении воздуха там. В исследовании 2023 года они впервые продемонстрировали, что химические процессы в небе над Нью-Дели протекают иначе, чем в других крупных городах.
Неполное сгорание — основная причина
На этот раз команду интересовали источники выбросов частиц и патогенное действие определенных веществ. Согласно исследованию, особенно большую роль в загрязнении воздуха играет неполное сгорание. Даже неспециалисты распознают это: «Если есть дым — сгорание неполное», — объясняет Имад Эль Хадад. Он и Андре Прево из Лаборатории атмосферной химии PSI руководили последним исследованием.
Наиболее значительный вклад в образование частиц и смога вносит сжигание биомассы или отходов. Это включает использование коровьего навоза для отопления и приготовления пищи, что также производит большое количество взвешенных частиц. К этому добавляется устаревший автопарк, особенно широко используемые в Индии небольшие транспортные средства тук-туки и мотороллеры с неэффективными двухтактными двигателями.
Чтобы лучше оценить локальное и региональное распределение частиц, команда расширила сеть измерительных пунктов по сравнению с предыдущим исследованием, добавив две точки в городской черте Нью-Дели, одну в окрестностях столицы и одну в Канпуре, примерно в 500 километрах к юго-востоку от столицы. Пробы с этих участков были исследованы в PSI с помощью масс-спектрометрии для определения их состава.
Частицы вызывают окислительный стресс
Количество частиц в воздухе — важный, но не единственный фактор. Насколько вредна для здоровья пылевая частица, зависит от ее химического состава и ее оксидативного потенциала. Упрощенно, это относится к стрессу, который химическое соединение оказывает на живые клетки и, в конечном счете, на целые органы, такие как легкие или кровеносные сосуды. Этот стресс может привести к астме, воспалениям, гипертонии и другим заболеваниям.
Команда определила этот оксидативный потенциал и соотнесла его с локальными и региональными источниками частиц. Несмотря на то, что химический состав частиц в разных местах был разным, высокий оксидативный потенциал, особенно органических аэрозолей, прослеживается до неполного сгорания биомассы и ископаемого топлива вместе с их органическими продуктами окисления в атмосфере.
По сравнению с Европой или Китаем, большая доля этих компонентов выбрасывается локально, при этом все еще существенный вклад вносят региональные источники. Это согласуется с выводами прошлогоднего исследования.
Для руководителя программы Андре Прево четырехлетняя программа стала полным успехом и важным вкладом в оценку качества воздуха для 900 миллионов человек, живущих в низменности реки Ганг. «Тем не менее, нам еще предстоит пройти долгий путь», — говорит Прево. «Индии нужны строгие меры и долгосрочный мониторинг, а также социальные изменения и лучшее общественное понимание защиты окружающей среды». Так что улучшение экологических условий в северной Индии займет еще некоторое время.