 | Эта статья требует внимания специалиста в области медицины . ( Май 2011 г. ) |
 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( май 2011 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Вдыхание - основной путь воздействия, который происходит, когда человек вдыхает загрязненный воздух, который попадает в дыхательные пути. Идентификация поглощения загрязнителя дыхательной системой может определить, как результирующее воздействие влияет на дозу . Таким образом, механизм поглощения загрязняющих веществ респираторной системой может быть использован для прогнозирования потенциальных воздействий на здоровье населения.
Определение [ править ]
Под воздействием обычно понимается концентрация переносимого по воздуху загрязнителя в воздухе на границе рта и носа. Концентрации на открытом воздухе часто измеряются на фиксированных площадках или оцениваются с помощью моделей. Доля этой концентрации в окружающей среде, которую вдыхает человек, зависит главным образом от его местоположения (внутри или снаружи), расстояния до источников загрязнения и их минутной вентиляции . Традиционно воздействие оценивается на основе наружных концентраций в месте проживания. Поездки в другие места и уровень физической активности в основном игнорируются, хотя в некоторых недавних исследованиях предпринимались попытки использовать портативные и носимые датчики. [1]
Впускная доза - это масса загрязнителя, который пересекает границу контакта и вдыхается человеком. Часть этого загрязнителя выдыхается, а часть, которая поглощается дыхательной системой, известна как поглощенная доза . Часть загрязнителя также может быть удалена при чихании, кашле, сплевывании или глотании. Оставшийся загрязнитель, который переносится через слой жидкости, вступая в контакт с тканями дыхательных путей, составляет часть биодоступности , называемую эффективной дозой.
Основные загрязняющие вещества, вызывающие озабоченность [ править ]
В 1970 году поправки к Закону о чистом воздухе установили шесть критериев по загрязнению воздуха, которые периодически обновляются Национальными стандартами качества воздуха (NAAQS) и Агентством по охране окружающей среды США (USEPA). Шесть критериев загрязняющих веществ были определены на основе научных знаний о воздействии на здоровье, вызываемых этими загрязнителями. Шесть критериев следующие: твердые частицы (ТЧ), оксид азота NO.
2, озон O
3, диоксид серы SO
2, оксид углерода (CO) и неметановые углеводороды (NHMC). Твердые частицы (ТЧ) делятся на два размера: ТЧ 10, которые называются вдыхаемыми ТЧ, и ТЧ 2,5 , которые называются мелкими ТЧ.
Поглощение газообразных загрязнителей [ править ]
Диффузия O
2из воздуха в легких в кровоток, и диффузия CO
2из кровотока обратно в легкие является важной частью человеческого дыхания. Поглощение и диффузия газов - это двунаправленный процесс. Как только газы абсорбируются слоем слизи или поверхностно-активного вещества, растворенные газы могут десорбироваться обратно в воздух в легких. Газы могут диффундировать в любом направлении в зависимости от градиента концентрации между двумя слоями. При попадании в кровоток газы могут вступать в химическую реакцию.
Оценка устойчивости газовой слизи и тканей терминальных бронхиол к SO
2, O
2, и CO показывают, что SO
2обладает самым быстрым усвоением из-за его высокой растворимости в воде и очень низкого сопротивления слизистых и тканевых слоев. Озон и CO имеют более низкую растворимость в воде и более высокое сопротивление массопереносу. Озон является наиболее реактивным, уменьшая массоперенос в ткани и кровь. CO имеет самое медленное поглощение и самое высокое сопротивление в терминальных бронхиолах.
| Оценки сопротивлений (10 ^ 10 м ^ 2 Па с моль ^ -1) в конечных бронхиолах | ||||
|---|---|---|---|---|
| Газ | Слизь | Ткань | Общий | |
| ТАК 2 | 0,05 | 0,00015 | 0,0011 | 0,05 |
| CO | 0,071 | 16,95 | 120,5 | 137,0 |
| О 3 | 0,077 | 0,91 | 0,20 | 1.19 |
Поглощение твердых частиц [ править ]
Осаждение твердых частиц загрязняющих веществ в легких необходимо до того, как частицы смогут пройти через слизь в легочную ткань. Существует четыре механизма осаждения: перехват, столкновение, гравитационное осаждение и броуновская диффузия. Перехват происходит, когда частица удаляется после столкновения с препятствием. Удар происходит, когда частица сталкивается с поверхностью дыхательных путей из-за высокой инерции. На гравитационное осаждение влияет сила тяжести, которая заставляет частицу оседать на дыхательных путях. Броуновское движение вызывает случайное столкновение молекул газа с частицей, пока частица не попадет в дыхательные пути.
Прогнозирование места отложения частиц в дыхательных путях зависит от размера и типа частиц. Крупные частицы, происходящие из природных источников, таких как пыль, песок и гравий, имеют тенденцию оседать в носо-глоточной области. Мелкие частицы, полученные из антропогенных источников, таких как ископаемое топливо и курение, обычно откладываются в легочной области. Большая часть газообмена происходит в легочной области из-за альвеол , которые имеют большую площадь поверхности.
Воздействие твердых частиц загрязнителей на здоровье [ править ]
Ученые выявили положительную корреляцию между концентрациями твердых частиц, являющимися причинным фактором респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. Твердые частицы также могут быть причиной 20 000 смертей ежегодно и обострения астмы. Количественная оценка дозы, определение общего количества частиц, осевших в легочной области, площади поверхности частиц, кислотности частиц и формы важны для определения воздействия на здоровье. Чем больше площадь поверхности, тем больше токсинов будет доступно для поглощения слизью. Такие частицы, как асбест, обладают способностью навсегда оседать в альвеолах, вызывая в некоторых случаях рак.
Растворимые твердые частицы могут быть очень вредными для респираторного тракта из-за их способности растворяться в слизи или слое поверхностно-активного вещества. Это может раздражать ткани из-за изменения pH и переноситься в остальную часть тела или в желудочно-кишечный тракт. Нерастворимые ТЧ, такие как частицы свинца, откладываются в носоглоточной области и могут быть удалены путем продувания, вдыхания или плевания. Однако при проглатывании частицы могут оседать в желудочно-кишечном тракте. Частицы в трахеобронхиальной области могут очищаться ресничками , которые перемещают частицы в слизь. Нерастворимые частицы, попадающие в легочную область, вызывают отек альвеол, кашель и одышку.
Поглощение окиси углерода [ править ]
Окись углерода - относительно инертный газ с ограниченной растворимостью. Высокие уровни CO накапливаются в легочной области в течение нескольких часов и уравновешиваются концентрациями CO при вдыхании. Воздействие угарного газа опасно из-за его токсичности и отсутствия запаха. Поскольку газу требуется время для накопления в легочной области, вдыхаемая концентрация 600 ppm вызовет головную боль и снизит умственные способности в течение часа без каких-либо других симптомов. В конце концов, это вещество вызывает кому. Равновесие CO в крови достигается между 6-8 часами воздействия постоянной концентрации в воздухе.
Базовый уровень карбоксигемоглобина (COHb) содержится в крови из-за небольшого количества CO в качестве побочного продукта в организме. Общее количество COHb, присутствующее в организме, эквивалентно базовому уровню COHb в дополнение к экзогенному уровню COHb.
[COHb] total = [COHb] bas + [COHb] exo
Ссылки [ править ]
- Перейти ↑ Dons, E (2017). «Носимые датчики для персонального мониторинга и оценки загрязнения воздуха, связанного с вдыханием транспорта: оценка методов» . Наука об окружающей среде и технологии . 51 (3): 1859–1867. DOI : 10.1021 / acs.est.6b05782 . ЛВП : 10044/1/45509 . PMID 28080048 .
Источники [ править ]
^ 1. Отт, WR, Steinemann, AC, и Уоллес, LA (2007). Биомаркеры воздействия. В WR Ott, AC Steinemann & LA Wallace (Eds.), Exposure analysis (стр. 395–404). Бока-Ратон, Флорида: Тейлор и Фрэнсис.
Внешние ссылки [ править ]
- [1] - Закон о чистом воздухе (EPA)
- [2] - Национальные стандарты качества окружающего воздуха (NAAQS)
- [3] -Руководство по факторам воздействия] Агентства по охране окружающей среды США.
- Вдыхание расстройства института безопасности и гигиены труда Инструментарий
- Тенденции ингаляционного воздействия: с середины 1980-х годов до настоящего времени , К. Крили и другие. Отчет об исследованиях в области здравоохранения и безопасности RR460 / 2006
