В отличие от мельчайших компонентов, наноразмерные частицы способны не просто преодолевать защитные механизмы органов дыхания, но и проникать глубже – в головной мозг. Ранее степень влияния этих частиц на смертность оставалась неопределенной. Новые исследования показали, что она приводит к гибели миллионов людей ежегодно.

В середине XX века было определено, что человеческие легкие эффективно задерживают частицы размером свыше 2,5 микрометра (или 2500 нанометров). Как правило, именно такие крупные компоненты присутствуют в окружающей среде. Более мелкие проникают в легочную ткань и далее попадают в кровоток. Там эти микрочастицы (обычно обозначаемые как PM 2.5) становятся причиной образования тромбов, что увеличивает уровень смертности – часто диагностируется сердечно-сосудистое заболевание как основная причина смерти.

Однако истинной причиной гибели в подобных ситуациях являются не инфаркт или инсульт, которые обнаруживаются при аутопсии, а незаметные микрочастицы, спровоцировавшие эти осложнения. Главным источником загрязнений остается сжигание топлива – преимущественно в автомобильных двигателях (в регионах без широкого использования угля) либо в угольных печах (где уголь обеспечивает значительную долю выработки электроэнергии).

В начале XXI века ученые провели анализ смертности среди людей схожих по полу, возрасту и социальному положению, проживающих в районах с различной концентрацией микрочастиц. Это позволило установить связь между воздействием частиц размером 2,5 микрометра и меньше и уровнем летальности. гибнет четыре миллиона человек в год.

Тем не менее, с течением времени стало очевидно, что наряду с микроскопическими включениями существенное влияние на здоровье оказывают и объекты нанометрического размера. Авторы свежего исследования, опубликовали в Cardiovascular Research, стремились определить их воздействие на число летальных исходов среди людей.

Специалисты разработали детальную схему распределения загрязняющих веществ в атмосфере Земли – мельчайших частиц, размер которых не превышает 100 нанометров. Карта создана с высокой точностью (около километра) и показала, что в городских районах концентрация таких микрочастиц колеблется от десяти до тридцати миллиардов штук на кубический метр воздуха. Хотя масса этих частиц крайне мала, их суммарная площадь поверхности остается значительной. Главными источниками загрязнения являются продукты горения, содержащие углерод.

Имея карту в распоряжении, ученые использовали статистические данные о заболеваемости из Европы и Северной Америки. Они анализировали типичный уровень смертности в определенной местности при увеличении концентрации наночастиц. Сопоставление этого показателя с фактическим количеством этих объектов в атмосфере дало возможность установить годовой показатель смертности, связанный с ними. В европейском регионе он составил 35,7 случаев на сто тысяч населения (что эквивалентно примерно двумстам десяти тысячам человек ежегодно), причем наиболее выраженным этот фактор оказался на юге и востоке континента. Так, в Греции фиксируется показатель в 57 смертей на каждые сто тысяч жителей за год. В Северной Америке ситуация выглядит несколько иначе — 27,4 случая на сто тысяч населения (или около ста тысяч человек ежегодно).

Наибольшая концентрация таких летальных исходов наблюдается в районах с высокой урбанизацией и резко падает за их пределами, поскольку количество наночастиц в атмосферном воздухе вне городов незначительно. В глобальном масштабе годовой показатель смертности от воздействия этих объектов оценивается как 28,9 человека на сто тысяч населения. Это довольно существенная величина: для сравнения, уровень убийств в России в прошлом году составил околоЗаболеваемость, связанная с воздействием данных микрочастиц, составляет примерно четыре случая на 100 тысяч жителей, в то время как три десятилетия назад этот показатель был значительно выше – 30,8 случаев на аналогичную численность населения. Таким образом, эти мельчайшие частицы, которые до настоящего времени не подпадают под действие природоохранных норм, приводят к летальным исходам с частотой, сопоставимой с уровнем смертности от насильственных преступлений в России в 1990-е годы. В глобальном масштабе это равносильно преждевременной гибели около двух миллионов человек ежегодно.

Существует теоретическая возможность улучшения ситуации: на долю процессов горения ископаемого топлива приходится примерно три четверти всех микрочастиц, присутствующих в воздушной среде. При этом в развитых государствах эта доля достигает 90 процентов. Разница обусловлена тем фактом, что в менее развитых странах более широко применяются дрова для отопления и приготовления пищи, также выделяющие значительное количество наночастиц при сгорании. Сокращение объемов используемого топлива возможно за счет ускоренного внедрения альтернативных источников энергии, не связанных со сжиганием. Однако, как сообщает Naked Science, реальному решению этой задачи препятствует ряд факторов, отмечалпоскольку санитарные и ветровые электростанции пока не способны полностью заменить традиционные углеродные электростанции, а строительство атомных станций по доступным ценам сегодня освоено лишь в двух государствах.