Powietrze (mieszanina gazów, które tworzą atmosferę ziemską), jest jednym z podstawowych składników środowiska przyrodniczego niezbędnych do życia. Starożytni, w klasycznej koncepcji Empedoklesa, rozwiniętej przez Arystotelesa uznawali powietrze za jeden z czterech podstawowych żywiołów obok ognia, wody i ziemi. Pierwszą analizę składu powietrza przeprowadził w 1774 roku Antoine Lavoisier. To on wydzielił tlen i azot, a jego prace obaliły wywodzącą się ze starożytnej Grecji koncepcję żywiołów.

© jcomp

Objętościowy skład powietrza uzupełniają m.in argon, dwutlenek węgla, neon, hel itd., ale udowodniono też, że zanieczyszczone powietrze ma niekorzystny wpływ na zdrowie człowieka. Obecny w powietrzu pył może zwiększać ryzyko zachorowań i zgonów. Według Komisji Lancet analizującej badania zanieczyszczenia i zdrowia, z powodu zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego w roku 2015 na świecie umrzeć mogło nawet 4,5 miliona osób, a to stanowi dwie trzecie z 6,4 miliona zgonów wywołanych paleniem tytoniu.

Tylko z powodu narażenia na drobnocząsteczkowy pył zawieszony PM2,5, pochodzący m.in. z niskiej emisji zanieczyszczeń – z domowych pieców, starych lokalnych kotłowni na paliwa stałe itp., w 2016 roku dojść mogło w Polsce do około 19 tysięcy zgonów, a mieszkańcy kraju mogli łącznie utracić około 450 tysięcy lat życia. Jeśli do tego dołączy się zanieczyszczenia powietrza z innych źródeł, to skala problemu jest jeszcze większa. Szacuje się, że w Polsce w wyniku zanieczyszczenia powietrza może przedwcześnie tracić życie ponad 40 tysięcy Polaków rocznie. Trwają intensywne działania zmierzające do poprawy stanu powietrza w Polsce i na świecie, jednak na efekty trzeba poczekać. Tymczasem wszystko co wdychamy ma wpływ na nasze zdrowie.

Zanieczyszczenie powietrza a zdrowie człowieka

W badaniach nad wpływem zanieczyszczeń powietrza na zdrowie nie chodzi o wykazanie takiego oddziaływania, bo ono jest bezdyskusyjne. Dąży się m.in. do sprecyzowania, które z zanieczyszczeń i w jakim stężeniu są najgroźniejsze, oraz jaki mechanizm doprowadza do rozwoju wielu chorób, wśród których najczęściej wymieniane są m.in.: choroby infekcyjne, układów nerwowego, sercowo-naczyniowego, a także oddechowego.

Udowodniono, że zanieczyszczenie powietrza może być przyczyną trudności związanych z zajściem w ciążę i rozwojem dziecka w łonie matki. Kolejne problemy zdrowotne, to np. niekorzystny wpływ na układ immunologiczny, na występowanie nowotworów, w tym raka płuca (np. u osób niepalących papierosów), niektórych raków nerki, pęcherza i chłoniaków. Wysokie stężenie zanieczyszczeń w powietrzu znamiennie zwiększa nie tylko śmiertelność krążeniowo-płucną, ale także ogólną.

Odpowiedź organizmu na kontakt z gazowymi i pyłowymi cząstkami unoszącymi się w powietrzu zależy od kilku czynników: składu chemicznego, stężenia, średnicy, ale też od reakcji zachodzących na skutek łącznego oddziaływania różnych związków oraz od odporności organizmu. Udowodniono, że najdrobniejsze cząstki pyłu – o średnicy 2,5 μm i mniejsze – mają zdolność przenikania do pęcherzyków płucnych, a tą drogą poprzez układ krwionośny do wszystkich narządów i tkanek. Pyły o średnicy 0,1 μm mogą przenikać przez barierę łożyskową do płodu.

Zanieczyszczenie powietrza a zdrowie matki i dziecka

Zespół pracujący pod kierunkiem Joanny Jurewicz z Instytutu Medycyny Pracy im. prof. Jerzego Nofera w Łodzi z kilkoma innymi ośrodkami badawczymi dowiódł, że zanieczyszczenie powietrza obniża jakość plemników, a także zawarty w nich materiał genetyczny. Choć nieprawidłowo zbudowane plemniki na ogół nie są w stanie uczestniczyć w procesie zapłodnienia, to jest to możliwe. Jednak nawet doskonały zarodek, a potem dziecko, są od początku narażone na kontakt z zanieczyszczeniami powietrza. Jedne z pierwszych polskich badań nt. oceny wpływu zanieczyszczeń powietrza na rozwój płodu i zdrowie dziecka rozpoczęto w Krakowie na początku XXI wieku. Badania przeprowadzono pod kierunkiem Wiesława Jędrychowskiego w Katedrze Epidemiologii i Medycyny Zapobiegawczej Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz w Fundacji Zdrowie i Środowisko. Efektem wieloletniej pracy był raport Oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza drobnym pyłem zawieszonym i wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi w okresie prenatalnym na zdrowie dziecka.

W latach 2000–2004 na badania zaproszono 505 zdrowych, niepalących ciężarnych w wieku 18–35 lat, mieszkających minimum rok w Krakowie. Wykorzystując wysokospecjalistyczną aparaturę oceniano ich narażenie na zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego, badano określone parametry zdrowia. W sezonie grzewczym 70% pomiarów jakości powietrza, którym oddychały krakowianki, wykazało przekroczenia dopuszczalnej dobowej normy dla pyłu PM2,5, a 39% pomiarów wskazało przekroczenie normy dla pyłów o większych cząsteczkach, czyli PM10. Badano też narażenie na wpływ wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) wykazując, iż większość kobiet oddycha powietrzem zawierającym również te związki. Wyniki okazały się jednoznaczne: kobiety oddychające powietrzem zanieczyszczonym PM2,5 powyżej 35 µg na m3 powietrza rodziły dzieci z wyraźnie mniejszymi masą urodzeniową i obwodem głowy oraz krótszą długością ciała.

W równolegle prowadzonych badaniach amerykańskich otrzymano podobne dane. W obserwacji bostońskiej np. wykazano iż narażenie w okresie ciąży na wdychanie zanieczyszczonego powietrza sprzyja ponadto przedwczesnym porodom oraz prawdopodobieństwu wystąpienia u kobiety ciężarnej zapaleń narządów rodnych. To z kolei może zwiększyć ryzyko wywołania u dziecka wielu problemów zdrowotnych, zarówno w okresie prenatalnym, po porodzie, jak i w późnym dzieciństwie.

Krakowskie badania kontynuowano monitorując rozwój dzieci.Wykazano iż narażenie w okresie płodowym na wpływ WWA skutkowało częstszym występowaniem u niemowląt chorób górnych i dolnych dróg oddechowych. U dzieci, których matki oddychały w ciąży powietrzem zanieczyszczonym pyłem, w wieku 5 lat stwierdzano istotnie niższą objętość wydechową płuc. Większą podatność na infekcje dróg oddechowych obserwowano nawet u siedmiolatków, co oznacza, że wraz z upływem czasu ich odporność nadal odbiegała od normy. Prawdopodobieństwo nawracającego zapalenia płuc u badanych dzieci było trzy razy większe niż u pacjentów z grupy kontrolnej urodzonych przez kobiety nienarażone w okresie ciąży na działanie zanieczyszczeń powietrza. Jeśli u badanych osób dodatkowo występowała astma, ryzyko to oceniano na pięciokrotnie wyższe. Co istotne, u części tych dzieci symptomy rozwoju astmy (np. świszczący oddech), dostrzegano już w okresie noworodkowym.Ocenie poddano też rozwój psychomotoryczny, co jednoznacznie dowiodło negatywnego wpływu smogu na zdolności poznawcze. Dzieci narażone jeszcze przed narodzinami na zanieczyszczone powietrze wdychane przez matkę również rozwijały  się wolniej i gorzej, przynajmniej do okresu przedszkolnego. Czy w późniejszych latach życia nadrabiają deficyt? – to wykażą dalsze badania.

Włoskie i chińskie obserwacje udowodniły ponadto związek pomiędzy narażeniem ciężarnej kobiety przebywającej w zanieczyszczonym powietrzu a wzrostem ryzyka rozwoju wrodzonej wady serca oraz wystąpienia wad cewy nerwowej u potomka. Obecnie sprawdzane są hipotezy sugerujące wpływ narażenia dziecka w życiu płodowym na kontakt z zanieczyszczonym powietrzem na późniejszy rozwój niektórych nowotworów (np. gałki ocznej czy białaczki limfoblastycznej).

Niepokoją też doniesienia, iż dzieci z tej grupy ryzyka częściej zapadają na astmę oraz choroby alergiczne, takie jak np. katar sienny, egzema, chroniczne wysypki skórne. Bezsprzecznie jakość życia osób urodzonych w zanieczyszczonym środowisku jest gorsza już od momentu poczęcia.

Układ oddechowy

Zanieczyszczenie powietrza czyni duże spustoszenie w najsłabszych organizmach, przeważnie u dzieci, osób starszych i przewlekle chorych. Upośledza ono funkcjonowanie wszystkich układów i narządów, jednak najszybciej i najbardziej dotkliwie oddziałuje na układ oddechowy. Dlatego jest jednym z głównych czynników zaostrzeń chorób obturacyjnych. Dowodów na to dostarcza każdy dzień, kiedy normy skażenia powietrza są przekraczane. Podczas smogu np. szybciej zapełniają się szpitale. W pierwszych dniach stycznia 2017, kiedy poziom zanieczyszczenia sięgał w wielu polskich miastach wartości alarmowych, o 50% wzrosła liczba pacjentów z zaostrzeniem przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP) zgłaszających się do Szpitalnego Oddziału Ratunkowego Wojskowego Instytutu Medycznego w Warszawie.

Układ oddechowy jest przygotowany do wychwytywania i wydalania szkodliwych dla nas cząsteczek pochłanianych wraz z wdychanym powietrzem, jednak długotrwała ekspozycja na czynniki drażniące osłabia ten mechanizm. Ponadto, choć pył o średnicy powyżej dziesięciu mikrometrów pozostaje w drogach oddechowych, to pył najdrobniejszy przenika przez płuca do układu krwionośnego. Każde takie zanieczyszczenie uszkadza tkanki, od błony śluzowej dróg oddechowych po pęcherzyki płucne, i osłabia układ immunologiczny. Długotrwałe narażenie na czynniki drażniące wywołuje przewlekły stan zapalny, skutkujący nieodwracalnymi zmianami w układzie oddechowym. Każdego roku dochodzi do około 237 000 przypadków śmierci dzieci z powodu zapalenia dolnych dróg oddechowych (LRI), wywołanym m.in. drażniącym działaniem drobnych cząsteczek stałych. Przeważnie zgony z LRI związane z zanieczyszczeniem powietrza w wieku poniżej 5 lat występują w krajach o niskim dochodzie, np. w Afryce i Azji, dlatego poprawę statystyk upatruje się w strategii trójstronnej, polegającej na zmniejszaniu zanieczyszczenia powietrza, poprawie odżywiania i lepszym leczeniu skutków zdrowotnych związanych z zanieczyszczeniem powietrza.

Pacjenci cierpiący na POChP czy astmę, czyli z upośledzoną już pracą układu oddechowego, przy pierwszym kontakcie z cząsteczkami zanieczyszczeń powietrza reagują gwałtownie: duszność nasila się do stopnia wymagającego pomocy lekarskiej, czego dowodzą wszystkie badania prowadzone w tym zakresie na całym świecie. Wielokrotnie wykazano, że bardziej narażeni na występowanie chorób dróg oddechowych i na zaostrzenia chorób przewlekłych, takich jak astma i POChP, są mieszkańcy rejonów, gdzie zanieczyszczenie powietrza jest istotnie wyższe niż na terenach niedotkniętych tym problemem. W skrajnych sytuacjach stałe narażenie na zanieczyszczenie powietrza prowadzi do rozwoju raka płuca. Zaobserwowano również, że częstość występowania tego nowotworu jest wyższa w populacji miejskiej niż w populacji wiejskiej, czego przyczyną może być bardziej zanieczyszczone powietrze w obszarach miejskich.

Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), astma to problem ponad 235 mln osób na całym świecie. W Polsce na tę przewlekłą chorobę cierpi około 4 mln osób. Według badania ECAP, w 2007 roku na astmę chorowało w Polsce około 11% dzieci w wieku 6–14 lat i około 9% populacji dorosłych, a liczba ta z pewnością nie maleje.

Na POChP choruje ponad 210 mln osób na świecie. Polskie Towarzystwo Chorób Płuc podało, iż POChP rozpoznaje się obecnie w Polsce u około 10% badanych powyżej 40. roku życia, co daje liczbę około 2 mln osób, jednak podobnie jak w przypadku astmy u wielu osób cierpiących na te choroby jeszcze nie postawiono diagnozy.

Układ nerwowy

U 203 mieszkańców Mexico City w wieku od 11 miesięcy do 40 lat, narażanych na codzienne, wysokie stężenie pyłu zawieszonego PM2,5 oraz ozonu, wykryto podczas autopsji dwa białka, które wskazywały na przyspieszony i wczesny proces rozwoju choroby Alzheimera. Autorzy badania są zdania, że cząsteczki PM2,5, które dostawały się do mózgu przez nos, płuca i przewód pokarmowy, uszkadzając podczas tej wędrówki napotkane bariery przemieszczały się w organizmie poprzez układ krwionośny. Badacze z Lancaster University odkryli natomiast obfite nanocząsteczki magnetytu w tkankach 37 osób (z Mexico City i Manchesteru) w wieku od trzech do dziewięćdziesięciu dwóch lat. Wysoce toksyczny minerał podobny do nanosfer magnetytowych powstających w silnikach pojazdów, podczas hamowania oraz pożarów, a także źle uszczelnionych pieców domowych bierze udział w wytwarzaniu w mózgu reaktywnych form tlenu, które związane są z chorobami neurodegeneracyjnymi, w tym z chorobą Alzheimera.

Zanieczyszczone powietrze może też utrudniać zdolności poznawcze starzejącego się społeczeństwa, szczególnie mężczyzn i osób gorzej wykształconych. Do takiego wniosku doszli chińscy uczeni, którzy przebadali 20 tys. osób. Ich zdaniem zredukowanie w powietrzu średniego rocznego stężenia cząstek stałych mniejszych niż PM10, mogłoby zmniejszyć koszty zdrowotne i ekonomiczne osób starszych oraz poprawić zdolności ich mózgu.

Układ sercowo-naczyniowy

W roku 2015 polscy naukowcy, pracujący pod kierunkiem T.J. Guzika i A. Wysokińskiego wykazali na Kongresie europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego (European Society of Cardiology – ESC) w Londynie, że zdrowi krakowianie w wieku od 16 do 22 lat mieli wyższe ciśnienie krwi, podwyższone stężenie związków świadczących o wyższym ryzyku wystąpienia chorób sercowo-naczyniowych niż ich rówieśnicy z Lublina, w którym to mieście zanieczyszczenie powietrza jest dużo niższe niż w Krakowie.

W III Katedrze i Oddziale Klinicznym Śląskiego Uniwersytetu Medycznego oraz w Śląskim Centrum Chorób Serca w Zabrzu zaobserwowano, że zanieczyszczenie powietrza mogło mieć bardzo negatywne działanie na stan pacjentów hospitalizowanych w latach 2006–2012 z powodu ostrego zespołu wieńcowego. Badanie, w którym wzięło udział blisko dwa i pół tysiąca osób wykazało np., że maksymalne stężenia tlenków azotu zwiększają częstość występowania zawałów serca, udarów mózgu i zatorów płuc. Wzrasta również liczba pacjentów z migotaniem przedsionków, a także ryzyko śmiertelności, między innymi u osób z chorobami sercowo-naczyniowymi.

W 2017 roku opublikowano badania, z których wynika, że zanieczyszczenia powietrza powiązane z ruchem ulicznym obniżają stężenie poziomu HDL we krwi. Stwierdzono, iż w przypadku 3-miesięcznego narażenia na pyły zawieszone, wyższe stężenia zanieczyszczeń korelowały z niższym stężeniem „dobrego” cholesterolu, przede wszystkim u kobiet, które narażone na smog uliczny miały niższy poziom HDL niż mężczyźni narażeni na te same ilości zanieczyszczeń. To jednoznacznie przekłada się na wyższe ryzyko rozwoju chorób układu krążenia, w tym zawału serca i udaru mózgu.

Zanieczyszczenie powietrza a nowotwory

Z analizy wielu badań prowadzonych w różnych krajach świata wynika, że nie ma wątpliwości, iż zanieczyszczenie powietrza wywołuje raka płuca. Jeśli natomiast chodzi o raka pęcherza moczowego, to dostrzeżono związek statystyczny, ale nie udało się potwierdzić związku przyczynowo-skutkowego z zanieczyszczeniem powietrza.

Najczęściej występującym w Polsce i na świecie nowotworem jest rak płuca. Ponieważ wśród czynników sprzyjających jego powstaniu wymienia się m.in. zanieczyszczenie powietrza, dlatego Health and Environment Alliance oszacowało w roku 2016 zapadalność na tego raka w wybranych miastach Polski. Z analizy prowadzonej z Pracownią Monitoringu Środowiska Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny wynika, że nawet 25% nowotworów płuc w Krakowie może być spowodowanych zanieczyszczeniem powietrza, gdy średnia dla 29 miast wynosi 12,62%.

Jedno z wielu badań prowadzonych w zespole prof. Jana Lubińskiego wykazało, że blisko sto raków różnych narządów wystąpiło w grupie ok. 1100 kobiet z podwyższonym stężeniem arsenu we krwi. Nie odnotowano natomiast raków w grupie ok. 400 kobiet ze stężeniem arsenu we krwi poniżej 0,6 µg/l. Istnieje zatem wysokie prawdopodobieństwo, że arsen jest bardzo ważną przyczyną raków u kobiet. Możliwe jest jednak, że obserwowane korelacje wynikają z tego, iż arsen jest tylko markerem szkodliwych produktów np. żywności, która jest rakotwórcza, a równocześnie zawiera dużo tego pierwiastka. W środowisku zwiększone stężenie arsenu może pojawiać się w związkuz zanieczyszczeniami powietrza, wody i gleby,a w konsekwencji także żywności.

Z badań przeprowadzonych w kanadyjskim McGill University wynika, że drobne cząsteczki zawieszone w powietrzu mogą mieć wpływ na rozwój raka mózgu.

Spaliny z silników Diesla zawierają dużą liczbę drobnych cząstek (UFP, <0,1 µm) i są uznanym ludzkim czynnikiem rakotwórczym. Zespół naukowców pracujących pod kierownictwem S. Weichenthala zauważył, że stężenia UFP w otoczeniu wiązały się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia raka prostaty. 

Czas na czyste powietrze

Zgodnie z danymi Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBIZE), największy wpływ na złą jakość powietrza w Polsce (2019 rok), a tym samym na zdrowie człowieka i degradację środowiska miały: procesy spalania poza przemysłem (emisja z sektora bytowo-komunalnego, tzw. „niska emisja” – 46,5%), procesy spalania w przemyśle (21,1%), transport drogowy (10,2%).

Mimo, iż emisja z sektora bytowo-komunalnego (w dużej mierze zależna od postaw pojedynczych obywateli) jest wciąż wysoka (2017 rok – 46,5%), to emitowanie zanieczyszczeń w tym obszarze ma tendencje malejące (2014 – 54%, 2015 – 53%). Wyniki te będą mogły ulec dalszemu spadkowi w momencie, gdy większy odsetek Polaków uzna zanieczyszczenie powietrza i smog za poważny problem zdrowotny.

Z badania Aktualne problemy i wydarzenia Centrum Badania Opinii Społecznej (CBOS) przeprowadzonego metodą wywiadów bezpośrednich (face-to-face) wspomaganych komputerowo (CAPI) w marcu 2018 roku wynika, że prawie co czwarty Polak nie dostrzegał problemu związanego z zanieczyszczeniem powietrza. Smogu w swojej okolicy nie zauważali najczęściej mieszkańcy wsi z północno-wschodniej, a także wschodniej części Polski. Innego zdania byli najczęściej mieszkańcy dużych miast, Polski południowej – województw śląskiego, małopolskiego oraz Mazowsza.

Odpowiedzią na niezadowalający poziom świadomości Polaków z zakresu wiedzy ekologicznej było zadanie pn. Podejmowanie inicjatyw na rzecz profilaktyki chorób związanych z zanieczyszczeniem środowiska oraz zmian klimatu, w zakresie pkt. 2.1.12 Celu Operacyjnego nr 4 Ograniczenie ryzyka zdrowotnego wynikającego z zagrożeń fizycznych, chemicznych i biologicznych w środowisku zewnętrznym, miejscu pracy, zamieszkania, rekreacji oraz nauki. W ramach przedsięwzięcia Ministerstwo Zdrowia powierzyło w roku 2017 realizację projektu Centrum Badawczo-Rozwojowemu Genetycznych Badań Nowotworów Złośliwych Read-Gene SA w Szczecinie. Programowi nadano nazwę Czas na czyste powietrze. Celem zadania realizowanego ze środków Narodowego Programu Zdrowia na lata 2016–2020, a finansowanego przez Ministra Zdrowia było przede wszystkim podniesienie poziomu wiedzy, a także zwiększenie wrażliwości Polaków na problemy związane z degradacją środowiska.

Realizacja projektu była potrzebna, tym bardziej, że Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) opierając się na szacunkowych danych wciąż alarmuje, iż zanieczyszczenie powietrza może być obecnie przyczyną co dziewiątego przedwczesnego zgonu, znaczy to, że oddychając czystym powietrzem 4,2 mln osób mogłoby żyć nadal.

Choć w walce o życie koszty są sprawą drugorzędną, to według raportu Ministerstwa Przedsiębiorczości i Technologii, zewnętrzne koszty zdrowotne naszego kraju w roku 2016 na skutek zanieczyszczeń powietrza z sektora bytowo-komunalnego mogły sięgnąć nawet 30 miliardów euro. Dlatego też intensyfikuje się działania zmierzające do poprawy stanu środowiska naturalnego.

Europejski Trybunał Obrachunkowy, w sprawozdaniu specjalnym Zanieczyszczenie powietrza – nasze zdrowie nadal nie jest wystarczająco chronione wyraził opinię, że: Kluczową rolę w rozwiązywaniu problemu zanieczyszczenia powietrza, który stanowi pilną kwestię zdrowia publicznego, odgrywają społeczna świadomość i informacje, a ta maksyma znakomicie wpisuje się w realizację programu Czas na Czyste powietrze.

Projekt Czas na Czyste powietrze zainicjowany przez Ministerstwo Zdrowia zapewne w wielu przypadkach przyczynił się do podniesienia poziomu wiedzy, zmiany zachowań zdrowotnych oraz ekologicznych i zwiększenia wrażliwości Polaków na problemy związane z dbałością o czyste powietrze. Edukacja w tym zakresie wymaga kontynuowania, stąd realizacja programu jest zasadna.