PM2.5粒子状物質とは?ソース |影響

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PM2.5粒子状物質とは？

大気の質について言えば、インドは憂慮すべき状態に達しています。 PM2.5 の増加は、空気の質、環境、および人間の健康に影響を与えます。世界保健機関の最近の報告によると、大気の質の悪さが原因で、年間 800 万人が死亡しています。これは、粒子状物質に関連する可能性のある世界的な疾病負荷の 6.7% に相当します。オゾンへの曝露により、152 万人の早死が記録されました。

PM2.5濃度上昇の要因

空気中の浮遊固体粒子と液滴の組み合わせにより、粒子状物質が形成されます。また、ほこりやすすも含まれています。 PM2.5 は、吸入可能な直径 2.5 マイクロメートルの超微粒子で、肺の奥深くまで浸透し、呼吸器疾患や病気を引き起こす可能性があります。また、金属および重金属イオン (カドミウム、ニッケル、カリウム、銅)、有機および無機化合物、アレルゲン、多くの微生物化合物、および多環式芳香族炭化水素 (PAH) も含まれます。

冬季の気温上昇と北半球の大気反転により、空気中の PM2.5 濃度が上昇します。夏の間、静止した気団、森林火災、および二次エアロゾルの形成により、PM2.5 濃度が増加します。

インド北部では、いくつかの要因が粒子状物質濃度の増加に寄与しています。物理的、化学的、および気象学的要因は、環境中の pm の濃度に影響を与えます。粒子のサイズ、数、密度、大気中の濃度などの物理的および化学的要因が、粒子の移動性 (移動) に影響を与えます。これ以外にも、風速、風向き、降雨などの気象条件などの気象要因が、環境中の PM の輸送プロセスと運命に影響を与えます。

夏には、住宅のエネルギーが PM2.5 濃度の 62% に寄与し、冬には 70% に寄与します。研究実験によると、夜に集中力が高まることがわかっています。インドは、24 時間および年間の PM2.5 濃度として、それぞれ 60 ug/m3 および 40 ug/m3 を報告しています。

環境中の粒子状物質 PM2.5 の発生源

環境中の PM2.5 の存在と出現については、まだ議論の余地があります。発生源は、この汚染物質が環境に侵入する元です。

1. 天然資源

雨や流出などのいくつかの自然現象は、PM 2.5 の移動性に影響を与えます。雨水は汚染物質を洗い流し、環境内での運命を変えます。森林火災、火山噴火、地震などの自然災害により、粒子状物質の濃度が上昇します。大気降下の速度が低下し、環境内での持続時間が長くなります。

2. 産業および処理プラント

紙パルプ産業、製油所、煉瓦窯、発電所、都市廃棄物処理施設での製品製造プロセスは、PM 2.5 を環境に放出します。

3. 排出量

車両、石炭の燃焼、葉や森の燃焼、農業活動、刈り株の燃焼、バイオマスの燃焼、およびバイオ燃料の燃焼からの排出は、粒子濃度の増加につながります。発電所から排出されるガスは大気中で反応し、粒子状物質を形成します。

4. 家庭の活動と個人の習慣

PM 2.5 は、タバコの喫煙、ろうそくの燃焼、ソテー、揚げ物などの調理活動、台所の煙突の不規則なメンテナンス、石油ストーブ、ガスストーブ、暖炉の操作などからも放出されます。これ以外に、建設活動は PM2.5 の濃度を増加させます。

粒子状物質 (PM2.5) の影響

A. PM2.5の環境への影響

粒子状物質は人間の健康だけでなく、環境にも影響を与えます。 PM2.5 の環境への影響は、視界の低下、酸性雨、大気汚染の増加、物的損害、生態系への損害、植物や樹木の機能低下、河川や海の汚染、作物の生産性と収量の低下として見られます。サイズが大きいため分散しやすく、環境運命を変化させます。

1. ヘイズ生成

もやは視界を狭め、交通事故の可能性を高めます。粒子状物質は、建物、彫像、モニュメントなどの物質的な環境に影響を与える汚れを残します。

2. 土壌肥沃度

粒子状物質の異なる化学組成は、異なる効果を示します。また、土壌の肥沃度にも影響を与え、作物の収量と農業生産性の低下につながります。

3. 栄養循環

粒子状物質は、根圏に影響を与える栄養循環を妨げます。

4. 植物の光合成

微粒子が葉に付着すると、太陽光が葉に浸透するのを妨げ、植物の光合成のプロセスを妨害します。葉にPM2.5が層を成すことにより、擦り傷や輻射熱の発生が植物の光合成に影響を与えます。これにより、光合成組織に到達する光子フラックスが減少します。

5. 水域への沈着

PM2.5 を含む有毒な重金属が小川や海などの水域に沈降すると、海洋および水生生態系に影響を与えます。いくつかの水生生物は、耐酸性が低下したために死亡します。これは、食事に汚染された水産物が含まれている場合にも人間に影響を与えます。

6. 生態系を乱す

粒子状物質はまた、共有された依存関係、異なる毒性許容度、および関連する影響のために、生態系の食物連鎖と食物網を混乱させます。生態系に影響を与えるその濃度は、気候変動に直接関係しています。

B. PM2.5 の人間の健康への影響

疫学研究では、深刻な健康への影響は、直径 2.5 ミクロンの粒子状物質と関連付けられています。粒子状物質の人体への影響は、曝露時間と濃度によって異なります。

PM2.5 の健康への影響は、年齢層、性別、人種によって異なります。調査と研究によると、白人、子供、女性は、それにさらされると非常に影響を受けやすくなります。

1. 呼吸器系への浸透

粒子状物質は、直径が小さく表面積が大きいため、有毒物質を一緒に運ぶ傾向があります。小型の PM は、鼻孔から容易に逃げ出し、気管支や肺胞に向かって深く浸透し、肺の肺胞壁を腐食します。

WHO によると、2016 年には PM2.5 への曝露が原因で 420 万人の早死が記録されました。

2. 入院と欠勤の増加

PM2.5 にさらされると、入院、緊急治療室への通院、学校やオフィスの欠勤が増加し、特に持病のある人、高齢者、子供の場合に顕著です。粒子状物質は肺炎や気管支炎を引き起こします。

3. 悪性作用

粒子状物質への曝露 2.5 は、呼吸器、心血管、および出生前の障害を含む、幼少期に悪影響を及ぼすことを示しています。これにより、乳児死亡率が高くなります。

4. 人間の角膜と結膜

高濃度の PM2.5 にさらされると、目の灼熱感、かゆみ、発赤、アレルギー性結膜炎につながります。実験室での研究では、細胞のオートファジーを誘発することにより、ヒト角膜上皮細胞 (HCEC) の生存率を低下させることが示されています。また、細胞の収縮にも関与しています。

5. 抗酸化物質の減少

粒子状物質は、人体の抗酸化物質を減らします。ヒドロキシルイオンによる酸化ストレスは、DNA に損傷を与えます。催奇形性、突然変異誘発性、および発がん性は、損傷した DNA が時間内に修復されない場合に誘発されます。

6. ROS種の増加

活性酸素種 (ROS) の過剰産生は、細胞の抗酸化機能を低下させ、細胞膜の脂質過酸化を引き起こし、細胞内カルシウム (Ca2+) レベルを上昇させます。 PM2.5 からのフリーラジカルは、フリーラジカルの生成を誘発して肺細胞を酸化させ、フリーラジカルの過酸化によって引き起こされる身体的損傷の主な原因となる可能性があります。

7. 代謝活動の低下

PM2.5 は、炎症関連のサイトカイン、オートファジー、および転写因子遺伝子の過剰発現を引き起こし、細胞に炎症性損傷を引き起こします。粒子状物質は、病原体の付着を増加させ、抗菌活性、固有の微生物叢、肺胞マクロファージ、ナチュラルキラー細胞を減少させます。

8. その他の関連する健康への影響

PM 2.5 は、脳血管障害、メンタルヘルス、くしゃみ、咳、目、鼻、喉の炎症、皮膚アレルギー、喘息、心血管閉塞性肺疾患 (COPD)、窒息、心不整脈、がん、遺伝毒性、がん、炎症を引き起こします。研究によると、糖尿病、出生時体重の減少、早死にさえも引き起こす可能性があります。それは、死亡率と罹患率の増加につながる心血管疾患と肺疾患を引き起こします。

世界で最も汚染された 30 の都市のうち、インドの 22 の都市は、

アジアの大都市圏における建設活動、自動車台数 (人口の増加に伴い増加)、工業化、および都市化は、PM2.5 汚染に大きく寄与しています。

WHO によると、人々の 91% は、規定された基準よりも高い大気質指数を持つ場所に住んでいます。早期死亡の 91% は低中所得国で見られます。

インドの州レベルの疾病負担イニシアチブがランセットプラネタリーヘルスに掲載した論文によると、2019 年のインドの総死亡者数の 18% は大気汚染によるものでした。

米国がん協会のコホート研究では、PM2.5 濃度が 10ug/m3 増加すると、肺がんの死亡率が 15 ～ 27% 増加することが示されました。

スイス機構が発表した最近の 2021 年のレポートによると、インドの 22 の都市が、世界で最も汚染された 30 の都市の中でランク付けされています。

ガジアバードは、中国のホータンに次いで、年間平均粒子状物質 2.5 濃度が 106.6 ug/m3 で 2 位にランクされました。ランキングを確保している他のインドの都市は、ブランドシャール、ビスラク、ジャラルプール、ビワディ、ノイダ、グレーターノイダ、カンプール、ラクナウ、デリー、ファリーダーバード、メールート、ヒサール、ジンド、ハリヤナ、アグラ、ファテハバード、ムザファルナガル、ムザファルプル、グルガオン、バンダワリ、ヤムナナガル、ロータク、ダルヘラ。これらの都市のほとんどは、北インドのウッタルプラデーシュ州、ハリヤナ州、ラージャスターン州にあります。

デリーの粒子状物質濃度へのスタブルバーニングの追加

インドの北部地域は、インドガンジス平原にあります。モンスーン前 (4 月から 5 月) とモンスーン後 (10 月から 11 月) の期間は、北インドの住民が深刻な大気汚染を経験する時期です。 2020 年、Nair M. らは、無精ひげの燃焼のみが原因で、エアロゾル排出量の 2 番目に多い国としてインドを報告しました。無精ひげの燃焼と輸送による排出との関連は、人間の健康と気候変動の両方に直接的および間接的な影響を与えます。 2019 年、デリーの大気質指数 (AQI) の値は 487 を記録しました。ガジアバードは 493 を記録しましたが、グレーターノイダでは 480 であり、人間の健康に致命的で危険な影響を与えています。

無精ひげの燃焼は、米や小麦の収穫からのわらの無精ひげを燃やすことであり、デリーとその住民にとって危険です.無精ひげを燃やすと、大気中の粒子状物質濃度が増加し、肺の奥深くまで浸透して、肺がんの可能性が 36% 上昇します。

インドは、全世界の障害調整生存年数 (DALY) の 26.2% を占めています。北インドのパンジャブ、ハリヤナ、ウッタルプラデーシュ、ラジャスタンが最高の DALY を報告しました。世界銀行の報告によると、バイオマスの燃焼は、デリーでは PM2.5 の 9 ～ 28%、ムンバイでは 23 ～ 29%、チャンディーガルでは 24%、コルカタでは 37 ～ 70% に寄与しています。刈り株の燃焼から放出された粒子は、刈り株領域よりも 2 km 高い高度でよどみ、これらの粒子は風によってデリーの側面に向かって 3000 m のより高い高度に分散されます。これらの粒子の停滞は、風速と風向の低下が原因である可能性があります。

焼けた無精ひげからの排出:

刈り株燃焼により、一酸化炭素 (CO)、二酸化炭素 (CO2)、窒素酸化物 (NOx)、硫黄酸化物 (SOx)、メタン (CH4)、PM10 および PM2.5 が放出されます。インドでは毎年 342 トンの刈り株が発生しており、そのうち 34% と 22% がそれぞれ米と小麦によって生産されています。 342 MT の 23.86% は、開放環境の畑で収穫直後に燃焼されます。

IARI (インド農業研究所) の報告によると、毎年 22 トンの稲刈り株のうち 14 トンが焼却されています。ハリヤナ州とパンジャブ州は、稲刈り株全体の 48% を占めています。 2011 年、Sahai らは、63 MT の無精ひげの燃焼が、3.4 MT の CO、0.1 MT の NOx、91 MT の CO2、0.6 MT の CH4、および 1.2 MT の粒子状物質を大気中に放出したと報告しました。

刈り株燃焼の増加の 46.5% がパンジャブ州からエコノミックタイムズによって報告され、ハリヤーナ州から 28.6% の減少が報告されました。 2019 年、パンジャブ州は無精ひげによる火災が 52,225 件報告されており、2020 年には 24,312 件増加し、76,537 件の火災が発生しています。これは、粒子状物質濃度の増加につながります。

粒子状物質を削減するための措置 2.5

汚染の削減に関しては、あらゆる貢献が重要です。 PM2.5汚染を減らすために個人が採用できる対策がいくつかあります。

喫煙する場合は、粒子状物質の濃度が 2.5 倍になるため、禁煙してください。
薪、ろうそく、暖炉の連続燃焼は避けてください。
HEPAフィルターの付いていない掃除機は使用しないでください。
毎回個人的な交通手段を使用することを避け、多くの旅行を計画する
家庭内の再生可能でクリーンなエネルギー源、すなわち太陽エネルギーと風力エネルギーに切り替えます。
家での発電機の使用を逃してください。
赤信号で待機中の車両のスイッチを切る。
不要な改築や家屋の建設はやめましょう。

粒子状物質を減らすための主要なステップは、無精ひげの燃焼を止めることです。代わりに、適切に管理された無精ひげは、さまざまな経済的利益をもたらすことができます.作物の収穫後に生成される刈り株には、土壌の肥沃度を高める能力があります。したがって、その適用は土壌をより肥沃にします。無精ひげは優れたエネルギー源であり、発電所に適用できます。無精ひげベースの原材料は、紙およびパルプ産業で有益です。バイオ燃料では、生産された刈り株がバイオマスとして使用されます。無精ひげは堆肥やバイオチャーに簡単に変換できます。

2018 年に Upadhyay A. らによって行われた研究では、輸送、産業、およびエネルギー部門からの排出量が完全に緩和された場合、92,380 人の未熟児の命が救われることが示されました。完全に緩和された場合、住宅部門からの排出は 378,295 人の命を救うことができます。これは、不確実性区間の 95% を占めます。