Дослідження закономірностей змін РМ2,5 та РМ10 в атмосферному повітрі Прикарпаття
DOI:
https://doi.org/10.32347/2411-4049.2024.3.47-58Ключові слова:
часові закономірності, концентрації пилових часток, функціональні залежностіАнотація
Мета даного дослідження – проведення аналізу часових закономірностей змін концентрацій пилових часток – аерозолів, регресійне моделювання взаємозалежності РМ2,5 та РМ10 на рівні миттєвих, середньогодинних, середньодобових та середньотижневих концентрацій та оцінка впливу антропогенної складової пилового забруднення атмосферного повітря в Івано-Франківській області на закономірності часового розподілу цих часток.
База даних для дослідження включала виміри концентрації PM10 та РМ2,5 через кожну годину на чотирьох станціях громадського моніторингу Ecocity: в центральній частині м. Івано-Франківська, в с. Бовшів в межах впливу Бурштинської ТЕС, в селищі Брошнів-Осада в межах впливу деревообробного підприємства «СВИСС КРОНО» та в межах рекреаційної території с. Микуличин Надвірнянського району. Встановлена загальна закономірність часового розподілу PM10, РМ2,5 для всіх постів для добових коливань – найвищі концентрації спостерігаються в нічний час, найнижчі – в період максимальних добових температур. Доведено фактичними даними, що чим більший рівень забруднення атмосферного повітря (чим більша антропогенна складова РМ), тим вищі добові концентрації PM10, РМ2,5 і тим частіше перевищення разових нормативів твердих завислих часток.
За даними станцій моніторингу з територій із різним антропогенним впливом були отримані функціональні залежності вмісту РМ2,5 від вмісту РМ10 для миттєвих значень, середньогодинних значень, середньодобових значень та середньотижневих значень. Наукова новизна проведеного дослідження полягає у встановленні ідентичних функціональних взаємозалежностей часових змін концентрацій частинок пилу РМ2,5 та РМ10 в межах умовно чистої території та в межах впливу стаціонарних джерел забруднення із високим рівнем прямої регресійної залежності та коефіцієнтом детермінації більше 0,9 у всіх випадках. Це дозволяє зробити висновок про те, що часові закономірності змін як РМ2,5, так і РМ10 не будуть відрізнятись в умовах чистого повітря і забрудненого для Івано-Франківської області. В умовах неповних даних за часовим розподілом концентрації РМ10 за отриманими рівняннями можна здійснювати прогноз часового розподілу концентрації РМ2,5.
Посилання
European Commision. (2019). REPowerEU: affordable, secure and sustainable energy for Europe. Retrieved from https://commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-2024/european-green-deal/repowereu-affordable-secure-and-sustainable-energy-europe_en
Liu, Y., Ma, H., Zhang, N., & Li, Q. (2022). A systematic literature review on indoor PM2.5 concentrations and personal exposure in urban residential buildings. Heliyon. 2022 Aug 10;8(8):e10174. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e10174
Golik, Yu.S., Maksyuta, N.S., Shevchenko, S.V., & Chepurko, A.O. (2021). Experimental study of atmospheric air pollution by PM2.5 and PM10 dust particles. In Collection of materials of the 2nd International Scientific and Practical Conference "Ecology. Environment Energy Saving", dedicated to the 203rd anniversary of the Yuriy Kondratyuk Poltava Polytechnic National University (December 2-3, 2021) (pp. 105-111). Poltava: NUPP (in Ukrainian). [Голік Ю.С., Максюта Н.С., Шевченко С.В., Чепурко А.О. Експериментальне дослідження забруднення атмосферного повітря пиловими частинками РМ2.5 та РМ10. Збірник матеріалів ІI Міжнародної науково-практичної конференції «Екологія. Довкілля. Енергозбереження», присвяченої 203-річчю Національного університету «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка» (2-3 грудня 2021 року). Полтава: НУПП, 2021, С. 105-111].
World Health Organization. (2021). WHO global air quality guidelines: particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide: executive summary. World Health Organization. Retrieved from https://apps.who.int/iris/handle/10665/345334
Europe’s air quality status. (2022). European Environment Agency. Retrieved 2024, April, 22 from https://www.eea.europa.eu/publications/status-of-air-quality-in-Europe-2022/europes-air-quality-status-2022
Exceedance of air quality standards in Europe. European Environment Agency. Retrieved 2024, April, 22 from https://www.eea.europa.eu/ims/exceedance-of-air-quality-standards
Liu, C., Chen, R., Sera, F., et al. (2019). Ambient particulate air pollution and daily mortality in 652 cities. The New England Journal of Medicine, 381(8), 705–715. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1817364
Calderón-Garcidueñas, L., Stommel, E.W., Rajkumar, R.P., et al. (2021). Particulate air pollution and risk of neuropsychiatric outcomes. What we breathe, swallow, and put on our skin matters. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(21), 11568. https://doi.org/10.3390/ijerph182111568
Piao, M.J., Ahn, M.J., Kang, K.A. et al. (2018). Particulate matter 2.5 damages skin cells by inducing oxidative stress, subcellular organelle dysfunction, and apoptosis. Arch Toxicol, 92, 2077–2091. https://doi.org/10.1007/s00204-018-2197-9
Liu, Q., Xu, C., Ji, G., et al. (2017). Effect of exposure to ambient Pm2.5 pollution on the risk of respiratory tract diseases: A meta-analysis of cohort studies. The Journal of Biomedical Research, 31(2), 130–142. https://doi.org/10.7555/JBR.31.20160071
Zhao, J., Gao, Z., Tian, Z., et al. (2013). The biological effects of individual-level Pm(2.5) exposure on systemic immunity and inflammatory response in traffic policemen. Occupational and environmental medicine, 70(6), 426–431. https://doi.org/10.1136/oemed-2012100864
Wang, Y., Xiong, L., & Tang, M. (2017). Toxicity of inhaled particulate matter on the central nervous system: Neuroinflammation, neuropsychological effects and neurodegenerative disease. Journal of applied toxicology, 37(6), 644–667. https://doi.org/10.1002/jat.3451
Du, Y., Xu, X., Chu, M., Guo, Y., & Wang, J. (2016). Air particulate matter and cardiovascular disease: The epidemiological, biomedical and clinical evidence. Journal of thoracic disease, 8(1), 8–19. https://doi.org/10.3978/j.issn.2072-1439.2015.11.37
Aryal, A., Harmon, A.C., & Dugas, T.R. (2021). Particulate matter air pollutants and cardiovascular disease: Strategies for intervention. Pharmacology & therapeutics, 223, 107890. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2021.107890
Kastury, F., Smith, E., & Juhasz, A.L. (2017). A critical review of approaches and limitations of inhalation bioavailability and bioaccessibility of metal (loid)s from ambient particulate matter or dust. Science of The Total Environment., 574, 1054–1074. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.056.
Ali, M.U., Liu, G., Yousaf, B. et al. (2019). A systematic review on global pollution status of particulate matter-associated potential toxic elements and health perspectives in urban environment. Environ Geochem Health, 41, 1131–1162. https://doi.org/10.1007/s10653-018-0203-z
Alemayehu, Y.A., Asfaw, S.L., & Terfie, T.A. (2020). Exposure to urban particulate matter and its association with human health risks. Environmental science and pollution research international, 27(22), 27491-27506. https://doi.org/10.1007/s11356-020-09132-1
Yu, W., Ye, T., Zhang, Y., et al. (2023). Global estimates of daily ambient fine particulate matter concentrations and unequal spatiotemporal distribution of population exposure: a machine learning modelling study. Lancet Planet Health, 7, 209-218. https://doi.org/10.1016/S2542-5196(23)00008-6
McDuffie, E.E., Martin, R.V., Spadaro, J.V. et al. (2021). Source sector and fuel contributions to ambient PM2·5 and attributable mortality across multiple spatial scales. Nature communications, 12(1), 3594. https://doi.org/10.1038/s41467-021-23853-y
Chen, G., Guo, Y., Yue, X. et al. (2021). Mortality risk attributable to wildfire-related PM2·5 pollution: a global time series study in 749 locations. The Lancet. Planetary health, 5(9), 579-587. https://doi.org/doi.org/10.1016/S2542-5196(21)00200-X
Weagle, C.L., Snider, G., Li, C. et al. (2018). Global sources of fine particulate matter: interpretation of PM2.5 chemical composition observed by SPARTAN using a global chemical transport model. Environmental Science & Technology, 52(20), 11670-11681. https://doi.org/10.1021/ACS.EST.8B01658
Dabek-Zlotorzynska, E., Celo, V., Ding, L., et al. (2019). Characteristics and sources of PM2.5 and reactive gases near roadways in two metropolitan areas in Canada. Atmospheric Environment, 218, 116980. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.116980
Park, E.H., Heo, J., Kim, H., & Yi, S.M. (2020). Long term trends of chemical constituents and source contributions of PM2.5 in Seoul. Chemosphere, 251, 126371. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126371
Heydari, S., Tainio, M., Woodcock, J., & de Nazelle, A. (2020). Estimating traffic contribution to particulate matter concentration in urban areas using a multilevel Bayesian meta-regression approach. Environment international., 141, 105800. https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.105800
Li, J., & Tartarini, F. (2020). Changes in air quality during the COVID-19 lockdown in Singapore and associations with human mobility trends. Aerosol Air Qual. Res., 20, 1748–1758. https://doi.org/10.4209/aaqr.2020.06.0303
Bao, R., & Zhang, A. (2020). Does lockdown reduce air pollution? Evidence from 44 cities in northern China. Sci. Total Environ., 20(731), 139052. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139052
World Health Organization. (2016). Ambient air pollution: a global assessment of exposure and burden of disease World Health Organization. Retrieved from https://apps.who.int/iris/handle/10665/250141
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 С.Я. Адаменко, Л.М. Архипова
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Збірник «Екологічна безпека та природокористування» працює у рамках міжнародної ліцензії Creative Commons Attribution («із зазначенням авторства») 4.0 International (CC BY 4.0).
Ліцензійна політика журналу сумісна з переважною більшістю політик відкритого доступу та архівування матеріалів.
