assunto particular

O material particulado faz parte da poeira suspensa no ar . A actual definição de partículas remonta à introduzido em 1987 Qualidade do Ar Nacional padrão para P articulada M Atter (abreviado como PM-padrão) representado pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA ( Environmental Protection Agency ). A definição original de poeira fina foi baseada na Convenção de Joanesburgo de 1959 e forneceu um diâmetro aerodinâmico de 5 µm como o diâmetro da partícula de separação . Como poluente do ar , a poeira fina tem um impacto negativo na saúde, causalmente na mortalidade, doenças cardiovasculares e câncer, e provavelmente causalmente nas doenças respiratórias.

Categorização

A categorização PM introduzida com o padrão dos EUA representa uma mudança fundamental na avaliação das immissões : embora as imissões totais fossem consideradas anteriormente, o foco agora está na parte inalável das imissões. Isso leva em consideração o fato de que as partículas finas são apenas parcialmente retidas pelas membranas mucosas na cavidade nasal / faringe ou pelos cabelos na área nasal , enquanto as partículas mais grossas não sobrecarregam a poeira do trato respiratório torácico transportado pelo ar.

PM 10

Na primeira versão da diretriz americana, foi definida a norma PM 10 , para a qual também é observado um valor-limite na UE desde o início de 2005 . Em contraste com a definição geralmente dada, PM 10 não representa uma divisão nítida das imissões com um diâmetro aerodinâmico de 10  micrômetros (10 µm); Em vez disso, foi feita uma tentativa para simular o comportamento de separação do tracto respiratório superior : partículas com um diâmetro aerodinâmico de menos de 1? M estão totalmente incluídos, com partículas maiores de uma determinada percentagem é avaliada, o que diminui com o aumento do tamanho de partícula e finalmente atinge 0 % a aproximadamente 15 µm. Do ponto de vista técnico, isso corresponde à aplicação de uma função de ponderação (em termos técnicos, curva de separação ou função de separação) às immissões (na prática, isso é conseguido através de uma entrada seletiva por tamanho nos dispositivos de medição). A designação PM 10 é basicamente derivada do curso desta função de ponderação , uma vez que em aproximadamente 10 µm exatamente metade das partículas estão incluídas na ponderação.

PM 2,5

Em 1997, a diretriz americana foi suplementada pelo PM 2.5 , que corresponde à poeira fina respirável ( alveolar ) (também chamada de poeira fina). A definição é análoga a PM 10 , mas a função de ponderação é muito mais íngreme (ponderação de 100% <0,5 µm; ponderação de 0%> 3,5 µm; ponderação de 50% em aproximadamente 2,5 µm). Esta separação muito mais nítida não pode mais ser alcançada durante a medição através de uma entrada especial; impactores ou ciclones são usados ​​para isso na prática .

"Poeira ultrafina"

Além disso, as partículas ultrafinas (UP ou UFP, “poeira ultrafina”) são definidas como partículas com um diâmetro termodinâmico inferior a 0,1 µm. O diâmetro termodinâmico descreve uma partícula esférica com comportamento de difusão idêntico ao da partícula observada.

Discussão científica

Tiras de fibra de vidro para a detecção de poeira fina por meio de amostras individuais

Além do padrão PM, que classifica de acordo com o tamanho da partícula, o pó também pode ser classificado de acordo com sua natureza, origem ou outros critérios. Assim, enquanto com o PM a eficácia dependente do tamanho está em primeiro plano, outros modelos se dividem, por exemplo, sob o aspecto de toxicidade material e estrutural ou de acordo com o causador. Uma consideração suficientemente completa só pode ser alcançada incluindo vários modelos. Um conceito de registro e avaliação baseado puramente em um PM seria, portanto, pelo menos incompleto (e / ou enganoso) devido ao princípio envolvido; da mesma forma, qualquer discussão que se limite ao conceito de poeira fina, enquanto se trata da discussão de poluentes do ar ou controle da poluição do ar .

Um relatório do Die Zeit em 2005 com referência ao especialista Joachim Heyder forneceu mais informações :

"Descrever este melhor universo apenas pelo seu peso não é uma ideia brilhante."

O próprio Heyder, até o final de 2004 chefe do Instituto de Biologia da Inalação do GSF - Centro de Pesquisa em Meio Ambiente e Saúde , descreve as descobertas atuais da seguinte forma:

"Quanto menores as partículas, mais perigosas são para as pessoas"

Die Zeit continuou:

“O peso das partículas individuais dificilmente revela algo sobre sua toxicidade. Em vez disso, é seu conteúdo e forma, ou seja, a química e a física das partículas, como seu tamanho e forma, que determinam se são perigosas. "

Um problema geral de avaliação de poeira fina são, portanto, os métodos de medição usados , que muitas vezes dizem respeito ao peso das partículas e podem ser fortemente influenciados pelo teor de umidade das partículas, dependendo do clima. Além disso, com os métodos de medição usuais, muitas vezes existem desvios na faixa de até 30%, e às vezes até mesmo até 50%. Esses desvios podem ser evitados inicialmente apenas determinando a massa seca da poeira fina, que por sua vez negligencia o efeito no ar dependendo da condensação . O efeito de condensação e aglomeração de partículas é maior quanto menores forem as partículas individuais. Esta é a razão para a expansão do método de medição de MP 10 para MP 2,5 . Uma análise qualitativa , no entanto, requer uma quantidade mínima de substância de amostra, que muitas vezes não está disponível com os métodos de registro anteriores.

Emergência

Principal causador e tipo de fontes

A poeira fina pode vir de fontes naturais e antropogênicas (humanas). Qual fonte predomina em qual lugar depende das respectivas condições locais.

As principais causas da poluição natural por poeira (incluindo poeira fina) são:

A agricultura também contribui para as emissões de partículas. A sua participação média nas emissões europeias de PM 10 foi de cerca de 9% por volta de 2001, cerca de metade da qual pode ser atribuída à pecuária.

As fontes de emissões de poeira fina de residências privadas são principalmente sistemas de aquecimento a lenha e chaminés abertas , uma vez que a combustão de combustíveis sólidos leva a emissões de poeira fina significativamente mais altas do que a combustão de combustíveis líquidos ou gasosos.

A poeira também surge como resultado da erosão do amianto cimentado da Eternit , que antes era usado como material de cobertura, painéis de fachada, peças moldadas como floreiras e cercas.

Em salas fechadas, a fumaça de produtos de tabaco , impressoras a laser e copiadoras são fontes de poluição de poeira fina. Emissões de 2 bilhões de partículas por página impressa não são incomuns com impressoras a laser.

Poeira fina também pode surgir de substâncias precursoras gasosas, como dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio, ácido nítrico, amônia ou substâncias residuais orgânicas. Essas partículas secundárias formadas respondem por 30% a 50% da poluição urbana de fundo .

Desde 26 de maio de 2011, os cidadãos da UE tiveram a oportunidade de ver exatamente quem está poluindo o ar em seu ambiente. A Comissão Europeia e a Agência Europeia do Ambiente publicaram novos mapas no Registo Europeu de Emissões e Transferências de Poluentes , que mostram numa escala de 5 × 5 km onde se encontram as fontes de emissão, como o tráfego rodoviário e aéreo, entre outras. Emita poeira fina. Até agora, esses valores eram apenas seletivos, por ex. B. para plantas industriais individuais.

Situação na Alemanha

As principais causas da participação antropogênica de poeira fina na Alemanha ainda não estavam completamente listadas por volta de 2001 (de acordo com o Ministério Federal do Meio Ambiente e fontes suplementares):

Isso resultou em um total de cerca de 205.000 t / ano. Esta figura estava incompleta em muitos aspectos. Por exemplo, o material particulado de minas a céu aberto, como mineração de lignito a céu aberto, foi ignorado e a proporção do tráfego rodoviário foi inicialmente levada em consideração apenas parcialmente: não houve abrasão de pneus , pastilhas de freio e asfalto rodoviário . Estimado aproximadamente, o desgaste dos pneus causou cerca de 60.000 t / ano (dos quais PM 10 compartilham cerca de 10%, ou seja, cerca de 6.000 t / ano) e o desgaste do freio causou 5.500 a 8.500 t / ano (principalmente PM 10 ) ( Federal Environment Agency 2004). Não são conhecidas estimativas de emissões da superfície da estrada.

Nas cidades, a participação do tráfego nas emissões de partículas foi estimada em 20%. A média nacional era de cerca de 30%. Uma declaração sobre as condições absolutas não poderia ser derivada disso, uma vez que a poluição total em áreas urbanas, especialmente durante os meses de inverno, é frequentemente fortemente dominada por poeira fina de sistemas de aquecimento para fins privados, públicos e comerciais.

A Agência Ambiental Federal aponta que na véspera de Ano Novo a poluição por poeira fina sobe explosivamente de um valor médio de 22 µg para mais de 1000 µg por metro cúbico de ar. Portanto, é aconselhável limitar os fogos de artifício por motivos de saúde. No total, os fogos de artifício da véspera de Ano Novo na Alemanha produzem uma quantidade de poeira fina da ordem de 15% da poeira fina gerada anualmente no tráfego rodoviário.

Em 2005, com 24.000 toneladas, a maior parte das emissões de poeiras finas veio de pequenos sistemas de combustão , que hoje são operados principalmente com madeira e estão sujeitos à regulamentação sobre sistemas de combustão de pequeno e médio porte (1º BImSchV). O petróleo e o gás juntos contribuíram com apenas duas toneladas. As emissões de poeira fina dos sistemas de aquecimento a pellets foram de duas a oito vezes menores do que durante a queima de toras divididas, mas ainda assim mil vezes maiores do que nos sistemas de aquecimento a gás natural. De 2000 a 2005, as reduções de material particulado por meio de formas de combustão de madeira de menor emissão foram anuladas por um aumento nos sistemas de combustão de madeira. As emissões de poeira fina dos sistemas de queima de madeira excederam as emissões do tráfego rodoviário (apenas incineração) de 22.700 toneladas. Particularmente em condições climáticas que limitam a troca de ar na camada de ar próximo ao solo devido aos movimentos do vento baixos em conexão com uma inversão de temperatura (ar frio no solo, ar quente acima), o descarte de resíduos vegetais por incineração fora dos resíduos instalações de eliminação deixa a poluição do ar com poeira fina acima do nível atual aumento médio diário da UE além. De acordo com a Federal Association of Chimney Sweepers, cerca de quatro milhões de lareiras, fornos de azulejos e outras lareiras para combustíveis sólidos em toda a Alemanha não cumprem os valores-limite exigidos.

Situação na Suíça

Em 2010, a queima de óleo e gás causou cerca de 4% e a queima de madeira cerca de 16% das emissões de poeira fina (PM 10 ) na Suíça . Para o tráfego rodoviário, esse valor ficou em torno de 20% em 2016.

Osh

Valores convencionais para a fração inalável, fração torácica e fração respirável em função do diâmetro aerodinâmico de acordo com DIN EN 481

Na área de saúde e segurança ocupacional, a poeira fina é considerada como parte da carga geral de poeira, que, na Alemanha , é definida e monitorada de acordo com as Regras Técnicas para Substâncias Perigosas (TRGS), como outras substâncias perigosas. Dispositivos de medição em conformidade com DIN EN 481 devem ser usados ​​para medir a exposição à poeira. Este padrão especifica as convenções para frações de pó, fração respirável , fração torácica e fração respirável determinadas.

A menos que explicitamente declarado de outra forma para uma substância, conforme definido no TRGS 900 , o valor limite geral de poeira está em vigor desde 14 de fevereiro de 2014 , que é 1,25 mg / para poeira A e 10 mg / m³ para poeira E.

No início dos anos 1970 , a poeira fina baseada na Convenção de Joanesburgo foi incluída na lista de valores MAK mantida pela Comissão do Senado para o teste de substâncias perigosas .

redução

União Européia

Poluição por poeira fina (PM 10 ) na Europa.

Na Europa, os valores-limite para poeira fina foram definidos pela primeira vez com a Diretiva 80/779 / CEE de 15 de julho de 1980 (implementada na lei alemã com a Portaria sobre Valores de Immissão - 22ª Portaria Federal de Controle de Immissão). Esta política evoluiu ao longo dos anos:

  1. Desde 1º de janeiro de 2005, o valor médio diário a ser observado para PM 10 é de 50 µg / m³ com 35 excedências permitidas no ano calendário. (Na Áustria, de 1º de janeiro de 2005 a 31 de dezembro de 2009, apenas 30 excedentes / ano são permitidos)
  2. Desde 2005, o valor médio anual para PM 10 é de 40 µg / m³.
  3. Desde 1 de janeiro de 2010, o valor médio diário a ser seguido para PM 10 de maio continua a ser 50 g / m³, originalmente destinado a apenas 7 ultrapassagens autorizadas no ano civil pela Diretiva 2008/50 / CE de 21 de maio de 2008 (Anexo XI) originalmente as 35 ultrapassagens permitidas foram corrigidas.
  4. Desde 2010, o valor médio anual para PM 10 deve ser de apenas 20 µg / m³. Esta situação também foi atenuada pela Diretiva 2008/50 / CE, de modo que o valor médio anual para PM 10 40 µg / m³ continuou a ser aplicável desde 2010 .

Caso o valor limite seja ultrapassado, deve-se traçar um plano de ar limpo ou plano de ação . Diferentes estratégias são perseguidas em cada país europeu:

  • Em Londres , o pedágio da cidade introduzido em 2003 reduziu o tráfego, mas a poluição por poeira fina (imissões) permaneceu praticamente constante. Em julho de 2005, a taxa era de £ 8  . Em 2007, a zona de pedágio foi ampliada.
  • Em Itália, existem proibições de circulação que se aplicam geralmente, apenas aos domingos ou, alternadamente, a veículos com matrículas pares ou ímpares.
  • Na Áustria, existem subsídios para filtros de partículas em veículos a diesel e subsídios para biodiesel . Existem também áreas de reabilitação de ar - por ex. B. em partes do vale Inn em Tirol ou na área metropolitana de Graz , bem como limites de velocidade de poeira fina em várias rodovias.
  • Na Alemanha , a instalação de filtros de partículas era subsidiada por impostos. Em 2008, vários municípios introduziram zonas ambientais em que veículos com altos níveis de material particulado não podem entrar. Outros municípios estão planejando introduzir zonas ambientais ao longo do tempo. O uso de sistemas de redução de particulados será promovido para caminhões a partir de 2009, classificando-os em uma categoria de pedágio mais barata para veículos devidamente equipados.

O filtro de partículas do princípio parede de fluxo de prever que a sua eficiência de filtração elevada (> 95%) para partículas totais importa uma forma eficaz de reduzir as emissões de partículas são. Filtro de bypass , mesmo fluxo parcial filtros em leito espesso, chamado filtro especialmente o prejudicial partículas finas (PM 10 e menores) com mais de 80% da massa total das partículas com até 40%. Como a fuligem do diesel em particular tem um efeito cancerígeno, os filtros de partículas são úteis para os motores a diesel, apesar de seu baixo efeito geral na poluição por poeira fina.

Mudar de veículos com motores de combustão interna para veículos com emissão zero, como veículos elétricos ou veículos com células de combustível, reduziria significativamente as emissões de partículas do tráfego rodoviário. Muitas cidades, como Stuttgart , já estão recomendando a mudança para veículos elétricos ou e-scooters . No segmento de mercadorias, faz sentido deslocar o tráfego para meios de transporte, como ferrovias e embarcações de navegação interior , algumas das quais também geram poeira fina da combustão, mas menos da abrasão.

Tendo em vista a frequente ultrapassagem dos valores-limite nas cidades alemãs, muitos políticos argumentam que a Diretiva da UE 1999/30 / CE não deve ser cumprida e que os valores-limite devem, portanto, ser aumentados.

A Associação da Indústria Automotiva considera a limpeza regular das ruas nas principais vias mais eficiente do que resolver o problema da poeira fina com a introdução de filtros de fuligem de diesel. De acordo com um estudo encomendado pelo Senado de Berlim, 13 a 16 por cento da poluição por material particulado deve vir de depósitos nas ruas. Para remover permanentemente a poeira fina dos centros das cidades limpando automaticamente as ruas, os varredores são obrigados a reter a poeira fina. Do ponto de vista de que as partículas menores são sistematicamente mais perigosas para os humanos, o especialista Heyder postula que um varredor presumido ou clássico que apenas reduz adequadamente as partículas na faixa média e superior seria bastante adequado para garantir a conformidade com os valores limites para mas a saúde ainda não teria nenhum efeito particular. Como parte da organização EUnited Municipal Equipment , com sede em Bruxelas e Frankfurt, foi definido um selo de qualidade para veículos de limpeza de ruas, que inclui as palavras "PM 10 2008 - Certified" e, portanto, define um padrão na indústria para equipar serviços municipais . Uma atualização planejada das diretrizes de teste para PM 2.5 ainda está esperando por uma diretiva da UE associada sobre o controle da poluição do ar.

Discussões em andamento sobre a melhor medida destacaram os seguintes pontos problemáticos:

  • A poeira fina se acumula nas camadas de ar em pé.
  • Em princípio, os veículos “limpos” também podem gerar poeira fina do freio, embreagem e abrasão dos pneus e giro para cima, especialmente se já houver uma camada de poeira fina próxima ao solo ou se a estrada estiver espalhada.
  • De acordo com a Universidade de Tecnologia de Viena, os veículos ferroviários geram um alto nível de material particulado pela trituração da areia de quartzo para freios.
  • Por razões de capacidade, não se considera possível que uma proporção maior de passageiros mude para o transporte público apenas em dias com alta concentração de poluentes.
  • Os instrumentos para promover a formação de caronas ainda não foram desenvolvidos (por exemplo, isenções de pedágio no centro da cidade para veículos com vários ocupantes). O controle (automatizado) da taxa de ocupação não é desejado (videovigilância).
  • Campanhas de transporte público gratuito (incluindo baseadas em SMS ) têm sucesso limitado com pouco efeito na exposição geral.
  • A poluição por poeira fina proveniente do aquecimento a lenha aumentou em algumas regiões nos últimos anos (enquanto a poluição de outras fontes de aquecimento tende a diminuir de forma independente).

Alemanha

Em 31 de maio de 2006, o governo federal aprovou uma portaria sobre a rotulagem de veículos de baixa emissão (portaria de rotulagem) de acordo com a Seção 40 (3) da Lei de Controle de Immissão Federal. O objetivo era ajudar a reduzir a poluição por material particulado, que na época costumava ser considerada muito alta nas cidades. Para tanto, a portaria previa uma uniformização nacional de rotulagem de automóveis, caminhões e ônibus com adesivos de acordo com o nível de emissão de poeiras finas. Além disso, foi introduzido um novo sinal de trânsito "Umweltzone", que sinaliza uma proibição de dirigir devido a partículas. Desde então, apenas veículos com um adesivo específico no pára-brisa foram autorizados a circular nessa zona . A GTÜ (Society for Technical Surveillance) de Stuttgart oferece um serviço em seu site que pode ser usado para determinar qual adesivo de material particulado está disponível para qual veículo. A eficácia e legalidade das medidas foram questionadas. Actualmente, também se critica o facto de as medidas unilateralmente orientadas para a circulação automóvel não terem suficientemente em conta o princípio do poluidor-pagador, uma vez que não são tidas em consideração as emissões de poeiras finas da indústria e instalações de combustão privadas.

Uma vez que as medições em motores a gasolina de injeção direta mostraram que a economia de consumo de combustível está associada a um aumento considerável nas emissões de poeira fina, a definição dos valores-limite para a norma poluente "Euro 6" que será aplicada a partir de 2014 levou para uma disputa política. Em 2011, as associações de fabricantes supostamente fizeram campanha para que o valor-limite fosse maior do que para os motores a diesel. Este plano recebeu duras críticas de lobistas ambientais. Em uma pesquisa do instituto de pesquisa de opinião YouGov , 64% dos 961 entrevistados disseram ser a favor da proibição de dirigir com altos níveis de partículas nos centros das cidades alemãs.

Em 2021, deverá entrar em vigor um novo procedimento de teste de emissão de automóveis, com o qual será verificada a emissão de partículas finas de pó. A introdução do anunciado procedimento de medição mais rigoroso pode ser adiada até meados de 2023.

Redução de poeira fina em ambientes fechados

Em um clima ambiente típico com uma umidade média de 50 por cento e temperaturas em torno de 20 graus, as concentrações mais altas de radicais de oxigênio (ROS) particularmente nocivos são formadas na presença de poeira fina .

Até hoje, a poluição por poeira fina da fumaça do tabaco em espaços internos é freqüentemente ignorada, embora exceda em muito todos os valores-limite (consulte a seção Estudo de Milão ).

Outras fontes internas de poeira fina incluem impressoras a laser, copiadoras, velas, atividades de cozinha e aspiradores de pó sem filtros. Um estudo da DAAB e da Society for Environmental and Indoor Analysis (GUI), Mönchengladbach de 2005, encontrou um aumento significativo na poeira fina no ar interno de salas com piso liso. Isso seria favorável ao uso de carpetes em ambientes fechados para reduzir a exposição à poeira fina e, portanto, também a quantidade de substâncias alergênicas no ar ambiente. De acordo com os resultados da medição, o valor médio aritmético da concentração de poeira fina em ambientes com piso liso é de 62,9 μg / m³, bem acima do limite legal de 50 μg / m³. Nos domicílios com piso em carpete, o valor médio é de 30,4 μg / m³, que está bem abaixo do valor-limite. De acordo com um porta-voz do ministério, o Ministério da Justiça da Baixa Saxônia trocou todas as 4.033 impressoras a laser em 2012 por impressoras a jato de tinta de baixa emissão " para a precaução e tranquilidade dos funcionários " depois que os níveis elevados de poeira fina foram apurados no tribunal distrital de Burgwedel .

Outros países

Seul tem a maior poluição por material particulado de todas as 31 capitais da OCDE . A maior expansão do transporte público local (veja o metrô de Seul ) tem como objetivo causar um declínio no tráfego motorizado ; Além disso, o governo quer incentivar o uso de veículos menos poluentes e a instalação de tecnologias redutoras de emissões .

QUEM

Em vista dos riscos à saúde representados pela poeira fina, a Organização Mundial da Saúde recomenda os seguintes valores-limite para poeira fina em suas diretrizes de qualidade do ar da OMS:

  1. Média anual PM 10 20 µg / m³
  2. Média anual PM 2,5 10 µg / m³
  1. Média diária de PM 10 50 µg / m³ sem dias permitidos nos quais uma excedência é possível.
  2. Média diária de PM 2,5 25 µg / m³ sem dias permitidos em que possa ser excedida.

Os valores de referência da OMS estão, portanto, muito abaixo dos valores-limite legalmente eficazes da UE.

Efeitos na saúde

Vídeo: Poluição por poeira fina e as consequências

Hoje, o material particulado é essencialmente considerado responsável pelos efeitos da poluição do ar na saúde. No entanto, isso não se aplica, pelo menos, ao pó fino natural dos sais do mar, uma vez que são considerados solúveis em água. Os efeitos das partículas remanescentes são a intensificação dos sintomas de alergia , um aumento das crises asmáticas , problemas respiratórios e câncer de pulmão, bem como um aumento do risco de otite média em crianças e comprometimento do sistema nervoso. Além disso, os efeitos sobre as doenças cardiovasculares (por exemplo, ataque cardíaco ) são assumidos. A extensão do impacto das partículas nas vias aéreas depende não apenas de sua composição química, mas também do tamanho das partículas: quanto menor uma partícula, mais fundo ela pode penetrar nos pulmões.

Planta industrial para extração de fumos de soldagem

A poeira fina às vezes atinge os pulmões porque o efeito de filtragem da nasofaringe é insuficiente para partículas finas com diâmetro inferior a 10 micrômetros. Essas partículas podem penetrar profundamente no tecido pulmonar e se instalar ali. Partículas ultrafinas (diâmetro inferior a 0,1 mícron) para entrar nos alvéolos e de lá são apenas muito lentamente ou não são removidas ( pneumoconiose ). Novos estudos sugerem efeitos da poeira fina na função cerebral. Uma conexão entre poeira fina e baixo peso ao nascer também é discutida.

A transferência de poeira fina para o sangue ainda não foi cientificamente esclarecida. Enquanto o Ministério do Meio Ambiente e Conservação da Natureza, Agricultura e Defesa do Consumidor do Estado da Renânia do Norte-Vestfália presume que apenas pós ultrafinos entram na corrente sanguínea pelos pulmões, o Escritório Federal Suíço para o Meio Ambiente ( FOEN ) ainda permite essa opção para PM 10 .

Estudos epidemiológicos mostraram um aumento na concentração de PM 10 no ar externo de 10 µg / m³ com um resultado altamente significativo de que a morbidade - medida pelo número de internações por doenças respiratórias - aumenta de 0,5 a 5,7%, e a mortalidade (o risco de morte) aumenta em 0,2 a 1,6%. O particulado 2001-2004 conduzida matéria coorte nstudie NRW estudou 4.800 mulheres com mais de 60 anos e tem demonstrado que a estadia em ambiente com os poluentes do ar de tráfego-relacionados, tais como o dióxido de azoto (NO 2 ) e PM 10 -Feinstaub ao aumento da mortalidade devido ao cardiovascular doenças podem causar.

De acordo com um estudo da UE, 65.000 pessoas morrem prematuramente na União Europeia todos os anos devido à poeira fina. Estudos realizados pela Organização Mundial da Saúde (OMS), pela Ludwig Maximilians University of Munich (LMU) e pela região do Ruhr concluem de forma independente que a atual poluição por poeira fina aumenta a taxa de mortalidade. Em média, os estudos indicam um encurtamento da vida útil de cerca de dez meses para a Alemanha.

De acordo com cálculos da Agência Ambiental Federal, uma média de cerca de 47.000 mortes prematuras por ano na Alemanha podem ser atribuídas à poluição excessiva por material particulado, por exemplo, de doenças respiratórias agudas ou câncer de pulmão.

O cientista de saúde e estatístico grego John Ioannidis critica que " morte prematura" é uma "medida muito problemática". Melhor é a medida dos  anos de vida ajustados à deficiência , em que se conta quantos anos se tem que viver com uma deficiência devido a uma doença correspondente. O matemático e epidemiologista Peter Morfeld também concorda . Ele considera esses números duvidosos e acredita que tais cálculos são dirigidos principalmente ao público e aos políticos. Eles não teriam muito a ver com a ciência .

Por causa da relação linear, não há concentração inofensiva de poeira fina. Para a população da União Europeia, a exposição total à extensão da poluição do ar (com óxidos de nitrogênio, poeira fina e ozônio ao nível do solo) resulta em uma expectativa de vida média que é reduzida em quase um ano.

Um meta-estudo atual mostra que as concentrações abaixo dos valores-limite aplicáveis ​​da UE são perigosas e podem levar ao câncer de pulmão , especialmente adenocarcinoma .

Na Europa, o aumento do risco para a saúde associado ao uso crescente da queima de lenha, que está sendo promovido como uma forma “sustentável” de uso de energia em conexão com as energias renováveis , é o principal tema de discussão na Europa .

A OMS estima que, devido às partículas, a esperança média de vida na UE diminuirá em média 8,6 meses. A Comissão da UE está assumindo cerca de 310.000 mortes em toda a Europa, que ocorrem prematuramente a cada ano como resultado da poluição por poeira fina.

Um estudo de 2018 mostra uma conexão entre poeira fina (PM 2,5 ) e ozônio (O 3 ) e a doença de Alzheimer . 203 residentes da Cidade do México foram examinados. Foi i.a. examinou a incidência de tauopatias e beta amilóide . A exposição a partículas e do ozono sobre o USEPA - limites pode arriscar Alzheimer associada de acordo com o estudo, com um aumento.

Pesquisas mais recentes mostraram que o conteúdo de PM 2,5 na poeira fina é particularmente prejudicial à saúde, pois partículas desse tamanho podem entrar nos alvéolos. Eles não têm mais do que o tamanho de uma bactéria e, portanto, não podem ser vistos a olho nu. Devido ao pequeno tamanho das partículas, seu resultante longo tempo de residência na atmosfera (dias a semanas) e a distância de transporte atmosférico de até 1000 km, o PM 2.5 também é de relevância internacional.

Uma avaliação atual dos efeitos da poeira fina na saúde pela Organização Mundial da Saúde (OMS) mostrou que o aumento da poluição por PM 2.5 está relacionado a efeitos graves para a saúde (por exemplo, doenças cardiovasculares). A Comissão da UE, portanto, definiu valores máximos para PM 2,5 de 25 µg / m³ em 2015 como parte do programa “Ar Limpo para a Europa”.

Como ficou conhecido em 2019, minúsculas partículas de fuligem que são inaladas pela gestante acabam na circulação do feto . De acordo com um estudo empírico , quanto mais sujo o ar, maior a poluição . Aparentemente, a placenta não pode proteger o feto, como descobriram cientistas da Universidade de Hasselt (Bélgica) sob a liderança de Tim Nawrot.

Poeira de origem natural

Os sais marinhos contribuem com uma média de 5 µg / m³ para as PM 10, por exemplo, na ilha de Norderney, no Mar do Norte . Uma vez que são solúveis em água, não são considerados relevantes para a saúde e, por conseguinte, não têm de ser tidos em consideração nos valores-limite da UE. Ao contrário, ficar nesse ar é usado como cura para várias doenças respiratórias.

Após a erupção do Eyjafjallajökull em 2010 , os efeitos da poeira dos vulcões também foram examinados com mais detalhes. De acordo com a Organização Mundial da Saúde e associações comerciais britânicas, os danos à saúde não podem ser completamente excluídos: as cinzas vulcânicas contêm vestígios de substâncias nocivas, como flúor ou ácido sulfúrico, e também podem ser alergênicas e irritantes devido apenas ao seu caráter mineral .

O ferro das cinzas vulcânicas e da poeira do deserto está envolvido na formação de radicais de oxigênio (ROS), que têm um impacto negativo na saúde.

Estudo de Milão

Em 2004, cientistas italianos do Instituto Nacional do Câncer de Milão compararam a poluição por partículas de um carro a diesel de baixa emissão quando em ponto morto com a poluição causada pela fumaça do cigarro. Em uma garagem com volume de 60 m³, os pesquisadores inicialmente operaram um turbodiesel Ford Mondeo por meia hora com as portas e janelas fechadas, enquanto determinavam a concentração de partículas. A garagem foi então totalmente ventilada por quatro horas e o experimento repetido com três cigarros, que foram queimados em 30 minutos. A poluição de poeira fina no experimento do carro foi 36 (PM 10 ), 28 (PM 2,5 ) e 14 (PM 1 ) µg / m³, no experimento do cigarro foi 343 (PM 10 ), 319 (PM 2,5 ) e 168 (PM 1 ) µg / m³. Ambos os achados foram altamente significativos ( p <0,001 ). De acordo com a conclusão dos cientistas, sua investigação confirma o alto nível de poluição por poeira fina causada pela fumaça do cigarro em salas fechadas. Em seu estudo, os autores apontam que em outro experimento comparável, as emissões de poeira fina de um motor a diesel que não teve emissões reduzidas foram muitas vezes maiores mesmo em marcha lenta (300 µg / m³ após diluição com 90% de ar).

Discussão sobre valores limite

Em 2019, dúvidas sobre a nocividade do material particulado (e dos compostos nitrogenados) foram expressas por 112 pneumologistas. Em particular, os médicos abaixo assinados viram “atualmente nenhuma justificativa científica para os valores-limite atuais para poeira fina e NOx”. Eles criticaram o fato de que os dados utilizados até agora foram “interpretados de forma extremamente unilateral, sempre com o objetivo de que a poeira fina e os NOx sejam prejudiciais. Outras interpretações dos dados são possíveis, se não muito mais prováveis. "

Em novembro de 2018, por outro lado, a Sociedade Alemã de Pneumologia e Medicina Respiratória apresentou um documento de posicionamento que detalhava os efeitos comprovados dos poluentes do ar no trato respiratório , no sistema cardiovascular , no metabolismo , no feto durante a gravidez e potencialmente também no o desenvolvimento neurológico na infância e na velhice é considerado. Uma das conclusões dos autores: “Os efeitos negativos para a saúde também ocorrem abaixo dos valores-limite europeus atualmente válidos na Alemanha. Até agora, nenhum limiar de efeito pôde ser identificado para os poluentes cientificamente bem estudados, abaixo dos quais o risco para a saúde é excluído. ”O risco de exposição deve, portanto, ser mantido o mais baixo possível.

Em resposta à publicação de pneumologistas e à subsequente resposta da mídia, a Sociedade Internacional de Epidemiologia Ambiental (ISEE) deixou claro em uma declaração detalhada que estudos recentes já comprovaram os efeitos nocivos dos poluentes atmosféricos abaixo dos valores-limite existentes.

Propriedades físicas

A física das partículas de poeira na atmosfera e sua simulação numérica são baseadas na lei da massa , momento e conservação de energia . O número, a distribuição do tamanho e a composição das partículas no ar dependem de sua entrada na atmosfera ( emissão ), da descarga por deposição seca ou úmida , reações químicas, efeitos físicos como coagulação e condensação e também movimentação do ar.

Inicialmente, os modelos meteorológico-químicos desenvolvidos para simular o comportamento dos gases no ar foram utilizados para a modelagem . Eles são chamados de Modelos de Transporte Químico (CTM). Com o auxílio dos chamados módulos de aerossol, foi possível aprimorar os CTMs e também simular melhor o comportamento das partículas. Esses CTMs adaptados também são chamados de modelos de transporte químico de aerossol (ACTM).

Transporte de poeira fina por via aérea

As partículas finas de poeira assentam lentamente devido ao seu tamanho pequeno. A taxa constante de descida com um fluxo laminar presumido em torno da partícula resulta do equilíbrio da gravidade, flutuabilidade e força de atrito

(Velocidade de afundamento , diâmetro de partícula , diferença de densidade , aceleração gravitacional, viscosidade do ar )

Ao inserir uma partícula micrométrica com uma densidade de 1000 kg / m³ nesta equação, obtém-se uma taxa de descida no ar ( viscosidade de cerca de 20 · 10 −6 Pa · s) de cerca de 3 · 10 −5 m / s ou 10 cm / hora. Em um fluxo horizontal sem turbulência a uma velocidade de 1 m / s, a partícula perderia apenas 2 m de altura em uma distância de cerca de 70 km. Partículas menores afundam muito mais lentamente, enquanto partículas maiores com um diâmetro de 10 micrômetros afundam 10 m em uma hora.

A poeira também segue as linhas do ar, é transportada pelo vento. Sob certas condições, as partículas também podem ser transportadas através das fronteiras continentais. A poeira externa também é introduzida nas chamadas “zonas ambientais”.

Distribuição de tamanho de partícula e coagulação

Partículas muito pequenas com um diâmetro inferior a 0,1 µm resultam da combustão incompleta ou de precursores gasosos . Quando eles se encontram, eles geralmente se unem e formam partículas maiores. Como resultado, o número de partículas ultrafinas no ar geralmente diminui rapidamente. Este processo é conhecido como nucleação , coagulação ou aglomeração. Por causa de sua massa muito baixa, as partículas de poeira ultrafinas contribuem muito pouco para a massa total da poeira, embora sejam, de longe, as partículas mais comuns no ar. A concentração do número de partículas está normalmente na faixa de 5.000 a 50.000 / cm³. Em uma estação de medição na área do Ruhr, que representa o meio urbano, foi medida uma concentração média de partículas de 13.000 / cm³ (mediana 11.500 / cm³). Em uma estação de comparação em uma estrada movimentada, a concentração do número de partículas foi de 25.500 / cm³ (mediana 18.000 / cm³).

O espectro de volume das partículas de poeira na atmosfera geralmente mostra uma distribuição de três picos , portanto, três modos podem ser identificados. As partículas menores mostram um pico em torno do raio da partícula de 0,018 µm, o modo de nucleação. Essas partículas coagulam com outras partículas em poucas horas ou dias e, portanto, são removidas do ar. O modo de nucleação pode estar ausente se novos aerossóis de nucleação não estiverem sendo constantemente reabastecidos.

Com as partículas um pouco maiores, a distribuição tem um máximo adicional em torno do raio da partícula de 0,1 µm, o chamado modo de acumulação. A lacuna entre o modo de nucleação e de acumulação surge do fato de que uma partícula pequena e uma de tamanho médio coagulam mais do que duas pequenas. Essas partículas maiores de poeira fina com diâmetros de 80 nm a 1 µm surgem da coagulação de partículas menores ou do acúmulo de gases. Seu tempo de permanência na atmosfera é comparativamente longo, com vários dias. Eles são principalmente removidos do ar por deposição úmida . Essas partículas podem ser transportadas por vários milhares de quilômetros, desde que nenhuma precipitação caia ao longo de sua trajetória . Se a diluição das partículas for adicionalmente impedida por uma camada de inversão , altas concentrações de poeira fina podem ocorrer a uma distância maior do ponto de origem.

O terceiro máximo, o modo de dispersão, consiste predominantemente em poeira grossa soprada do solo. Essas partículas grossas com um diâmetro de mais de 1 µm são geralmente causadas por erosão eólica ou abrasão mecânica .

As partículas finas de poeira estão sujeitas à sedimentação e difusão para baixo , o que permite que elas se movam da concentração alta para a baixa. A partir dessa consideração, pode-se deduzir que, para o encontro de duas partículas, a taxa de coagulação J é proporcional tanto à soma dos raios de ambas as partículas quanto à soma de seus coeficientes de difusão .

(Taxa de coagulação , raio de partícula , coeficiente de difusão , número de partículas )

O raio e o coeficiente de difusão funcionam em direções opostas. Partículas pequenas têm um grande coeficiente de difusão, mas é improvável que se encontrem devido ao seu pequeno diâmetro. A influência da difusão é pequena para partículas grandes. Com duas partículas pequenas, a soma de seus raios é pequena, com duas partículas grandes, a soma de seus coeficientes de difusão. O produto das somas permanece pequeno em ambos os casos. Para duas partículas de tamanhos diferentes, a taxa de coagulação é proporcional ao produto do raio maior da partícula grande e do coeficiente de difusão mais alto da partícula pequena. A taxa de coagulação é, portanto, mais alta com partículas de tamanhos muito diferentes.

Lei

União Européia

De acordo com a Diretiva 80/779 / CEE, os estados membros foram obrigados a cumprir os seguintes valores-limite a partir de 1º de abril de 1983:

  • 80 µg / m³ para a mediana dos valores médios diários de poeira suspensa no ar medidos durante o ano;
  • 130 µg / m³ para a mediana dos valores médios diários de poeira suspensa no ar medida no inverno;
  • 250 µg / m³ para o valor de 98 por cento da frequência cumulativa de todos os valores médios diários de poeira suspensa no ar medidos durante o ano; só é permitido excedê-lo uma vez em no máximo três dias consecutivos.

Em 1991, o Tribunal de Justiça Europeu decidiu que a República Federal da Alemanha não tinha implementado a diretiva em tempo útil; entretanto, os valores limites foram observados. A República Federal da Alemanha baseou-se no fato de que a Lei de Controle de Immissão Federal de 15 de março de 1974 já garantia proteção. Além disso, o TA Luft foi adaptado em conformidade. No entanto, a Comissão não viu disposições suficientes nesta matéria. O tribunal queixou-se, entre outras coisas, de o âmbito de aplicação da TA Luft não corresponder à natureza da diretiva. Em particular, “o valor limite a partir do qual os impactos ambientais devem ser considerados prejudiciais não é especificado”.

A Diretiva 96/62 / EC, aprovada em 1996, prescreve obrigações de medição e informação também para poeira fina. O Tribunal de Justiça Europeu condenou a França e a Espanha em processos de infração por violações desta regra.

A Diretiva 99/30 / CE, adotada em 1999, estipula os seguintes valores-limite para o período a partir de 1º de janeiro de 2005:

  • 50 µg / m³ para o valor médio de 24 horas da MP 10 , são permitidas 35 ultrapassagens por ano;
  • 40 µg / m³ para o valor médio anual de PM 10 .

A Diretiva 99/30 / CE também estipula que os seguintes apertos dos valores-limite devem entrar em vigor em 1º de janeiro de 2010, caso não sejam alterados previamente:

  • ainda 50 µg / m³ para o valor médio de 24 horas da MP 10 , porém apenas 7 excedências por ano são permitidas;
  • 20 µg / m³ para o valor médio anual do PM 10 .

Esse aperto planejado foi revogado pela Diretiva 2008/50 / EC em 21 de maio de 2008 (Anexo XI).

As autoridades responsáveis ​​devem tomar contra-medidas com planos de ação em curto prazo, caso sejam ultrapassados. É obrigado a elaborar planos de controle da poluição do ar se os valores-limite que serão aplicáveis ​​no futuro forem significativamente ultrapassados.

Os valores-limite são ultrapassados ​​em várias áreas metropolitanas europeias. Em 2005, Stuttgart se tornou a primeira cidade alemã a ultrapassar o limite pela 35ª vez em 13 de março. Na Áustria, a poluição por partículas é maior em Graz : em 2003, o valor limite permitido de 50 µg / m³ foi excedido em um total de 135 dias, em vez do máximo permitido de 35 dias. Devido à suposta poeira fina importada da Europa Oriental, em 8 de fevereiro de 2010, a velocidade máxima permitida em rodovias e estradas vicinais foi provisoriamente reduzida para 90 km / h na Bélgica e para 50 km / h em Bruxelas. Em 9 de fevereiro de 2010, um alarme de poeira fina também foi dado para a Ile-de-France (“área metropolitana de Paris”).

Suíça

Na Suíça, o valor-limite para PM 10 para o valor médio anual é de 20 µg / m³. Em regiões densamente povoadas e ao longo de eixos de tráfego movimentado, esse valor foi excedido no ano de 2000 e no inverno de 2005 na Mittelland (Suíça) .

O valor-limite para PM 10 como um valor médio de 24 horas de 50 µg / m³ não pode ser excedido mais de três vezes por ano. No entanto, isso só pode ser alcançado em alguns anos e em alguns cantões .

O excesso permanente dos valores-limite faz com que muitos suíços duvidem da credibilidade dos valores-limite. O valor médio diário de poeira fina foi excedido muitas vezes em fevereiro de 2006, por exemplo em Lausanne com 223 µg / m³. Como medida imediata, os limites de velocidade nas rodovias foram reduzidos para 80 km / h em onze cantões de 3 a 8 de fevereiro de 2006 . Em alguns cantões, era proibido acender uma lareira.

Uma tese de doutorado de Peter Straehl ( Carcinogênicos poluentes do ar na Suíça , 2003) mostra que cerca de 300 casos de câncer por ano são causados ​​por "partículas poluentes do ar" na Suíça. A redução das emissões relacionadas por meio de z. B. Os motores de camiões com baixas emissões não serão implementados ao ritmo proposto, mas em sintonia com as normas da UE que diminuem mais lentamente. Por outro lado, as máquinas de construção não podem mais ser vendidas na Suíça sem um filtro de partículas. Máquinas antigas construídas antes de 2000 devem ser reformadas até 2015.

Depois da seca e do calor na Europa em 2018 , a cooperativa Migros Aare anunciou, pouco antes da véspera de Ano Novo, que deixaria de vender fogos de artifício permanentemente com efeito imediato . Na Suíça, fogos de artifício liberam 320 toneladas de poeira fina por ano, o que corresponde a 2% das emissões anuais.

Estados Unidos

O valor médio de 24 horas para PM 10 não pode exceder 150 µg / m³ no máximo uma vez por ano (com base em uma média de 3 anos). O valor limite de 50 µg / m³ para a média anual foi levantado em dezembro de 2006 porque não havia evidências de problemas de saúde após exposição de longa duração.

Para PM 2,5 , o valor limite para o valor médio de três anos é 15 µg / m³. Além disso, o valor médio no percentil 98 dos valores de 24 horas para três anos deve ser 65 µg / m³.

A agência nacional de proteção ambiental, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, emitiu os limites PM 2.5 em 1997, contra os quais organizações industriais e estados processaram e venceram em 1999. No entanto, essa decisão foi revogada em 2001 pelo Supremo Tribunal Federal e concluiu que a autoridade ambiental tinha poderes constitucionais para definir valores limites e não precisava considerar os custos econômicos resultantes. Em 2002, um tribunal concluiu que a agência de proteção ambiental não havia excedido seu arbítrio nem agido arbitrariamente.

Registro metrológico de poeira fina

A medição de poeira fina pode ser feita no lado da emissão por meio de um impactador em cascata de dois estágios . O primeiro estágio é usado para separação grosseira, enquanto o segundo estágio coleta a fração de PM 10 e o filtro final coleta a fração de PM 2,5 . No lado da imissão , um método gravimétrico é descrito como um método de medição de referência: o ar contendo poeira é sugado por uma entrada seletiva por tamanho e passado por um filtro . Isso é então equilibrado.

Nas medidas de imissão oficial, os métodos gravimétricos servem como método de referência, mas também para determinar os valores de 24 horas. Normalmente, no entanto, esses valores estão disponíveis apenas com um atraso de alguns dias a várias semanas, uma vez que os filtros carregados (ou depósitos de filtros) devem primeiro ser trazidos da estação de medição para um laboratório e pesados ​​lá.

Uma vez que o público deve ser informado de hora em hora, pelo menos, sobre a poluição atual do ar ambiente com a fração de poeira fina PM 10 , métodos de trabalho contínuo também são usados ​​nas estações de medição oficiais, com base, por exemplo, B. em

  • Medição radiométrica de poeira (atenuação da radiação beta ao passar por uma amostra de filtro),
  • o chamado princípio TEOM (desafinação da frequência de ressonância de um oscilador de flexão devido a partículas finas de poeira),
  • Espalhamento de luz (denominado espectrômetro de aerossol).

Para a coleta de poeira fina no ar interno vêm, entre outras coisas

para uso. As variáveis ​​medidas são concentração de massa de partícula, concentração de número de partícula, concentração de superfície de partícula ou concentração de volume de partícula. Para verificar a confiabilidade das medições, as diretrizes VDI correspondentes foram desenvolvidas na Alemanha na década de 1980 pela Comissão de Controle da Poluição do Ar .

Veja também

literatura

Livros:

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Artigos diversos:

Links da web

Wikcionário: Poeira fina  - explicações de significados, origens das palavras, sinônimos, traduções

Medição e previsão:

Evidência individual

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