Ατμοσφαιρική Ρύπανση και Υγεία: Η Χημεία του Αέρα που Αναπνέουμε

της Κέλλυς Μυλωνά

Ο αέρας που αναπνέουμε δεν είναι απλώς ένα μείγμα οξυγόνου και αζώτου-αποτελεί ένα πολύπλοκο "κοκτέιλ" αερίων και σωματιδίων, τα οποία καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό την ποιότητα της ζωής μας. Η χημεία του ατμοσφαιρικού αέρα είναι ο καθρέφτης της ανθρώπινης δραστηριότητας, της βιομηχανικής παραγωγής, της καύσης καυσίμων αλλά και φυσικών φαινομένων, όπως οι πυρκαγιές και οι ηφαιστειακές εκρήξεις. Ωστόσο, όταν η ισορροπία αυτή διαταράσσεται, οι συνέπειες για την υγεία του ανθρώπου και το περιβάλλον είναι σοβαρές.

Τι περιέχει η ατμόσφαιρα;

Η καθαρή ατμόσφαιρα αποτελείται κατά περίπου 78% από άζωτο (Ν₂), 21% από οξυγόνο (Ο₂), μικρό ποσοστό αργού (Ar) και ίχνη άλλων αερίων όπως το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂), το μεθάνιο (CH₄) και οι υδρατμοί. Στην πράξη, όμως, ειδικά στα αστικά κέντρα, η ατμόσφαιρα είναι «εμπλουτισμένη» με ρύπους ανθρωπογενούς προέλευσης.

Οι σημαντικότεροι από αυτούς είναι :

• Μονοξείδιο του Άνθρακα (CO): Προέρχεται από ατελή καύση καυσίμων. Δεσμεύεται με την αιμοσφαιρίνη πιο ισχυρά από το οξυγόνο μειώνοντας την οξυγόνωση του οργανισμού.

• Οξείδια του αζώτου (ΝΟ_x): Παράγονται, κυρίως, από τα αυτοκίνητα και τη βιομηχανία. Συμβάλλουν στη δημιουργία τροποσφαιρικού όζοντος και φωτοχημικού νέφους. [1]

• Διοξείδιο του θείου (SO₂): Από την καύση θείου σε καύσιμα. Συνδέεται με αναπνευστικά προβλήματα και την όξινη βροχή.

• Αιωρούμενα σωματίδια (PM_2.5 και ΡΜ₁₀): Πολύ μικρά σωματίδια που εισχωρούν βαθιά στους πνεύμονες και στην κυκλοφορία του αίματος. Συνδέονται με καρκίνο, καρδιοαναπνευστικές παθήσεις και πρόωρους θανάτους.[3], [4]

• Όζον (Ο₃) στο επίπεδο του εδάφους: Δεν προέρχεται άμεσα από πηγές ρύπανσης αλλά σχηματίζεται δευτερογενώς μέσω φωτοχημικών αντιδράσεων. Σε μεγάλες συγκεντρώσεις είναι ιδιαίτερα βλαβερό για τους πνεύμονες. [1], [2]

Χημεία και Σχηματισμός Ρύπων

Η ατμοσφαιρική ρύπανση δεν είναι μόνο αποτέλεσμα εκπομπών- είναι και προϊόν χημείας. Στην ατμόσφαιρα, τα αέρια ρύπων υφίστανται αντιδράσεις που συχνά οδηγούν σε πιο τοξικά προϊόντα. Για παράδειγμα:

• Τα οξείδια του αζώτου και οι πτητικές οργανικές ενώσεις ( VOCs) αντιδρούν υπό την επίδραση του ήλιου σχηματίζοντας όζον (Ο₃ ).

• Το διοξείδιο του θείου οξειδώνεται σε θειικό οξύ (Η₂SO₄), το οποίο ενσωματώνεται στα αιωρούμενα σωματίδια και συμβάλλει στην όξινη βροχή.

Αυτό το «χημικό εργαστήριο του αέρα» κάνει την ατμοσφαιρική ρύπανση ένα δυναμικό και συνεχώς μεταβαλλόμενο φαινόμενο.

Επιπτώσεις στην Υγεία

Η ατμοσφαιρική ρύπανση συνδέεται άμεσα με εκατομμύρια πρόωρους θανάτους παγκοσμίως κάθε χρόνο, σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας. Οι πιο ευάλωτες ομάδες είναι τα παιδιά, οι ηλικιωμένοι και όσοι πάσχουν από χρόνια αναπνευστικά ή καρδιολογικά προβλήματα.

Οι βασικές επιπτώσεις περιλαμβάνουν:

• Ερεθισμούς και φλεγμονές του αναπνευστικού συστήματος.

• Άσθμα και χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια ( ΧΑΠ)

• Αυξημένο κίνδυνο για εγκεφαλικά επεισόδια και καρδιαγγειακές παθήσεις.[4]

• Μακροχρόνια έκθεση που σχετίζεται με καρκινογένεση, ιδίως από πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (ΡΑΗ_S) και αιωρούμενα σωματίδια.[5]

Τοπική Διάσταση: Η Περίπτωση της Ελλάδας

Η ατμοσφαιρική ρύπανση είναι ιδιαίτερο ζήτημα για τις ελληνικές πόλεις. Η Αθήνα, με το έντονο κυκλοφοριακό πρόβλημα, την υψηλή ηλιοφάνεια και τη γεωγραφική της θέση, παρουσιάζει συχνά αυξημένα επίπεδα όζοντος και μικροσωματιδίων. Οι καλοκαιρινές θερμοκρασίες ενισχύουν τα φωτοχημικά φαινόμενα, ενώ οι χειμερινοί μήνες φέρνουν το πρόβλημα της αιθαλομίχλης λόγω καύσης ξύλου.

Λύσεις και Προοπτικές

Η αντιμετώπιση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης απαιτεί συνδυασμό πολιτικών, τεχνολογίας και αλλαγής συνηθειών:

• Μετακίνηση με καθαρότερα μέσα: Ηλεκτροκίνηση, ποδήλατο, δημόσιες συγκοινωνίες

• Βιομηχανικός έλεγχος εκπομπών: Με φίλτρα και καταλύτες

• Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: Αντί για ορυκτά καύσιμα

• Πράσινες πόλεις: Με περισσότερο αστικό πράσινο που δεσμεύει ρύπους και μειώνει τη θερμική νησίδα.

Συμπέρασμα

Η χημεία του αέρα που αναπνέουμε, δεν είναι απλώς επιστημονικό αντικείμενο μελέτης, είναι καθημερινή πραγματικότητα που αγγίζει την υγεία και την ποιότητα ζωής μας. Κατανοώντας καλύτερα τους μηχανισμούς της ρύπανσης και εφαρμόζοντας πρακτικές λύσεις, μπορούμε να ελπίζουμε σε πόλεις πιο καθαρές, πιο υγιείς και πιο βιώσιμες.

Βιβλιογραφία

1. Donzelli, G., & Morales-Suárez-Varela, M. (2024). Tropospheric Ozone: A Critical Review of the Literature on Emissions, Exposure, and Health Effects. Atmosphere, 15(7), 779. https://doi.org/10.3390/atmos15070779

2. Tilton, B. E. (1989). Health effects of tropospheric ozone. Environmental Science & Technology, 23(3).https://doi.org/10.1021/es00180a002

3. Araujo, J. A., Xian, R., & Jones, D. (2022). An Introduction to PM2.5s, their Importance, and a Cluster Methodology to Analyze their Meteorological Dynamics. arXiv preprint. https://doi.org/10.48550/arXiv.2211.07574

4. Ostro, B., et al. (2013). Long-term air pollution exposure and cardio-respiratory mortality: A review. Environmental Research, 120, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.envres.2012.09.004

5. Environmental Research. (2021). Role of atmospheric particulate matter exposure in COVID-19 and other health risks in human: A review. Environmental Research, 194, 111281. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.111281