Pyły zawieszone PM10 i PM2,5

     Głównym czynnikiem sprzyjającym szkodliwemu oddziaływaniu pyłu na zdrowie jest wielkość cząstek. W pyle zawieszonym całkowitym (TSP), ze względu na wielkość cząstek, wyróżnia się frakcje o ziarnach powyżej 10 μm oraz poniżej 10 μm (pył zawieszony PM10). We frakcji pyłu zawieszonego PM10 zawiera się frakcja o średnicy ziaren poniżej 2,5 μm (pył zawieszony PM2,5). Te cząstki są niezwykle niebezpieczne dla zdrowia.

       Raporty Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) oraz niezależne badania wskazują na znaczący wpływ pyłu zawieszonego, w tym zwłaszcza pyłu PM2,5 na zdrowie ludzi. Długotrwała ekspozycja na pył, szczególnie na drobne frakcje, może skutkować skróceniem długości życia od 6 do 12 mies. 

     Pyły zawieszone oddziałują negatywnie przede wszystkim na układ oddechowy, przyczyniając się do zachorowań na astmę oskrzelową, przewlekłą obturacyjną chorobę płuc (POChP) oraz infekcje dróg oddechowych, w tym zapalenie płuc. Ekspozycja prenatalna, zwłaszcza na pył PM2,5, może przełożyć się na gorszy rozwój i funkcjonowanie układu oddechowego u dziecka w wieku późniejszym.

          Zanieczyszczenia pyłowe skutkują także zwiększeniem zachorowań na choroby nowotworowe, w tym zwłaszcza raka płuca. Ryzyko wystąpienia raka płuca na obszarach, w których notuje się podwyższone stężenia pyłowe, może być większe o 20–40% w stosunku do obszarów o niskich stężeniach zanieczyszczeń.

         Ekspozycja na pył, zarówno krótkotrwała jak i przewlekła, wykazuje negatywny wpływ na układ krążenia. Drobne cząstki pyłu (PM2,5 oraz mniejsze) przedostają się z pęcherzyków płucnych do układu krążenia, a następnie dalej do narządów wewnętrznych, gdzie wywołują negatywne skutki zdrowotne zapoczątkowane przez stan zapalny, stres oksydacyjny i wtórną aktywację sympatycznego układu nerwowego. W zakresie naczyń, toczący się proces zapalny prowadzi do uszkodzenia śródbłonka naczyń, destabilizacji oraz powstawania nowych blaszek miażdżycowych. Narażenie na podwyższone stężenia pyłu wpływa także na zwiększenia ryzyka wystąpienia udaru mózgu. Pył zawieszony może również powodować nadkrzepliwość krwi i sprzyjać powstawaniu zakrzepicy żylnej i tętniczej.

   Zanieczyszczenia pyłowe wpływają negatywnie także na układ nerwowy, przyczyniając się do powstawania chorób neurodegeneracyjnych, zwiększając częstość występowania zaburzeń o charakterze depresyjnym oraz nasilając i przyspieszając proces starzenia się układu nerwowego.

Ozon (O₃)

Ozon, który w wysokich warstwach atmosfery spełnia rolę filtra dla promieniowania ultrafioletowego, w warstwie przyziemnej jest zanieczyszczeniem i wykazuje szkodliwe działanie zarówno na ludzi jak i na ekosystemy.

Nawet przy stosunkowo niskim poziomie stężeń, ozon może powodować podrażnienie i stany zapalne układu oddechowego, zwłaszcza podczas aktywności fizycznej. Symptomy mogą obejmować trudności w oddychaniu, kaszel i podrażnienie gardła. Wdychanie ozonu może wpłynąć na funkcjonowanie płuc i nasilić ataki duszności. Podwyższone stężenia ozonu mogą zwiększyć podatność płuc na infekcje, alergeny i inne zanieczyszczenia powietrza. Ekstremalne stężenie ozonu może prowadzić do wzrostu ciśnienia tętniczego, przyspieszenia tętna, a nawet do obrzęku płuc. Szacuje się, że w Polsce rocznie ozon przyczynia się do 1 tys. zgonów (raport EEA za 2015 r.).

Ditlenek siarki  (SO₂)

          Ditlenek siarki ma działanie toksyczne, atakuje najczęściej drogi oddechowe i struny głosowe, szczególnie dotyczy to krótkotrwałej ekspozycji. Po wniknięciu do ściany dróg oddechowych przenika do krwi i dalej do całego organizmu. Kumuluje się w ściankach tchawicy i oskrzelach oraz w wątrobie, śledzionie, mózgu i węzłach chłonnych. Duże stężenie SO₂ może prowadzić również do zmian w rogówce oka.

     Szczególną szkodliwość na zdrowie człowieka przypisuje się jednoczesnemu skażeniu powietrza SO₂ i siarczanami, jak też mieszaniną SO₂, cząstek stałych i innych substancji powstających przy spalaniu paliw. Tlenki siarki (w tym ditlenek) mogą reagować z wodą tworząc kwas siarkowy będący głównym składnikiem kwaśnych deszczy. 

Ditlenek azotu (NO₂)

       Zanieczyszczenie powietrza ditlenkiem azotu wpływa niekorzystnie przede wszysytkim na układ oddechowy. Krótkotrwałe narażenie na ekspozycję może powodować nasilenie objawów astmy oraz objawów alergicznego nieżytu nosa i egzemy. Przyczynia się również do obniżenia odporności organizmu a także zwiększenia ryzyka infekcji płuc oraz chorób spojówek. Badania wskazują, że  ludzie mieszkający w pobliżu dróg o dużym natężeniu ruchu częściej zapadają na przewlekłą obturacyjną chorobę płuc (POChP).

          Z podwyższonymi stężeniami ditlenku azotu wiązany jest również wzrost zapadalności na choroby nowotworowe  (zapadalność na raka płuca zwiększa się o 4% na każde 10 μg/m³). Jednakże rakotwórcze działanie wykazuje nie sam ditlenek azotu, lecz inne substancje wchodzące w skład zanieczyszczeń generowanych przez silniki spalinowe, a których stężenia są dobrze skorelowane ze stężeniami NO₂. Mogą to być np. lotne związki organiczne, bardzo drobne frakcje pyłu zawieszonego czy też WWA i ich nitrowe pochodne (nitro-WWA). 

    Podwyższone narażenia ciężarnych matek na tlenki azotu wiążą się z kolei z wyższym ryzykiem występowania chorób nowotworowych u ich dzieci we wczesnym dzieciństwie. Prenatalna ekspozycja na tlenki azotu w całym okresie trwania ciąży wpływa na zwiększenie ryzyka występowania białaczki limfoblastycznej. Ekspozycja w czasie trzeciego trymestru ciąży wiąże się natomiast z podwyższonym ryzykiem występowania nowotworów gałki ocznej.

      Ditlenek azotu w obecności promieniowania słonecznego ulega złozonym przemianom chemicznym przez co przyczynia się między innymi do formowania szkodliwego ozonu. Jest ponadto istotnym składnikiem smogu fotochemicznego, a reagując z wodą tworzy kwas azotowy i azotawy będące składnikami kwaśnych deszczy.

Indeks jakości powietrza

Poza wizualizacją stężeń poszczególnych zanieczyszczeń, prezentacja wyników prognozy zanieczyszczeń na terenie miasta Gdańska odbywa się w oparciu o założenia Polskiego Indeksu Jakości Powietrza opracowanego przez Główny Inspektorat Ochrony środowiska. Indeks jest uproszczoną formą informowania społeczeństwa o jakości powietrza. Na stronie http://powietrze.gios.gov.pl/pjp/current zamieszczony jest szczegółowy opis tworzenia indeksu. W ponizszej tabli przedstawiono natomiast klasyfikację wartości indeksu indywidualnego, którego wartości przyporządkowywane są stężeniom jednogodzinnym danego zanieczyszczenia.

Przed porównaniem z granicami przedziałów dla poszczególnych klas indeksu, wartości stężeń poszczególnych zanieczyszczeń wyznaczone z modelowania są zaokrąglone do liczb całkowitych, zgodnie z zasadami matematycznymi. Ostateczna klasa ogólnego indeksu jakości powietrza odpowiada najgorszemu indeksowi indywidualnemu określonemu dla poszczególnych substancji.

        W celu poglądowej prezentacji wyników opracowano Gdański Indeks Jakości Powietrza (GIJP) przedstawiający uśrednioną jakość powietrza na obszarze miasta i w poszczególnych dzielnicach Gdańska. Sposób określenia ostatecznej wartości indeksu obejmuje w pierwszej kolejności wyznaczenie średniej obszarowej dla danego zanieczyszczenia w każdej godzinie doby, następnie przyporządkowanie jej odpowiedniej klasy indeksu i ostatecznie wyboru najgorszej klasy indeksu w ciągu doby spośród wszystkich analizowanych zanieczyszczeń.