Was ist PM2.5-Feinstaub?
Wenn wir über die Luftqualität sprechen, hat Indien einen alarmierenden Zustand erreicht. Erhöhte PM2.5-Emissionen wirken sich auf die Luftqualität, die Umwelt und die menschliche Gesundheit aus. Der jüngste Bericht der Weltgesundheitsorganisation zeigt, dass 8.0 Millionen Todesfälle pro Jahr auf schlechte Luftqualität zurückzuführen sind. Dies entspricht 6.7 % der weltweiten Krankheitslast, die möglicherweise auf Feinstaub zurückzuführen ist. Die Exposition gegenüber Ozon verzeichnete 1.52 Millionen vorzeitige Todesfälle.
Faktoren für eine erhöhte PM2.5-Konzentration
Die Kombination aus schwebenden Feststoffpartikeln und Flüssigkeitströpfchen in der Luft bildet Feinstaub. Es enthält auch Staub und Ruß. PM2.5 ist ein ultrafeines, inhalierbares Partikel mit einem Durchmesser von 2.5 Mikrometern, das tief in die Lunge eindringen und Atemwegserkrankungen und -beschwerden verursachen kann. Es umfasst auch Metalle und Schwermetallionen (Cadmium, Nickel, Kalium, Kupfer), organische und anorganische Verbindungen, Allergene, viele mikrobielle Verbindungen und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs).
Erhöhte Lufttemperatur während der Wintersaison und atmosphärische Inversionen in der nördlichen Hemisphäre erhöhen die PM2.5-Konzentration in der Luft. Während der Sommersaison erhöhen stationäre Luftmassen, Waldbrände und sekundäre Aerosolbildung die PM2.5-Konzentration.
In Nordindien tragen mehrere Faktoren zu einer steigenden Feinstaubkonzentration bei. Physikalische, chemische und meteorologische Faktoren beeinflussen die PM-Konzentration in der Umwelt. Physikalische und chemische Faktoren, einschließlich Partikelgröße, Anzahl, Dichte und Konzentration in der Atmosphäre, beeinflussen die Mobilität (Bewegung) von Partikeln. Abgesehen davon beeinflussen meteorologische Faktoren wie Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Wetterbedingungen wie Niederschlag die Transportprozesse und das Schicksal von Feinstaub in der Umwelt.
Im Sommer trägt die Wohnenergie zu 62% zur PM2.5-Konzentration und zu 70% zu den Wintern bei. Forschungsexperimente haben gezeigt, dass die Konzentration nachts ansteigt. Indien hat 60 ug/m3 bzw. 40 ug/m3 als 24-Stunden- bzw. jährliche PM2.5-Konzentration gemeldet.
FEINSTOFFQUELLEN PM2.5 IN DER UMWELT
Das Vorhandensein und die Entstehung von PM2.5 in der Umwelt sind immer noch umstritten. Quellen sind der Ursprung, aus dem dieser Schadstoff in die Umwelt gelangt.
1. Natürliche Quellen
Mehrere Naturereignisse wie Regen und Abfluss wirken sich auf die Mobilität von PM 2.5 aus. Regenwasser spült den Schadstoff weg und verändert sein Schicksal in der Umwelt. Waldbrände, Vulkanausbrüche und Naturkatastrophen wie Erdbeben führen zu einem Anstieg der Feinstaubkonzentration. Es hat eine verringerte Geschwindigkeit des atmosphärischen Abstiegs, was seine Verweildauer in der Umwelt erhöht.
2. Industrien und Behandlungspla
Prozesse der Produktherstellung in der Papierzellstoffindustrie, Ölraffinerien, Ziegelöfen, Kraftwerke und kommunalen Abfallbehandlungsanlagen setzen PM 2.5 in die Umwelt frei.
3. Emissionen
Emissionen von Fahrzeugen, Kohleverbrennung, Laub- und Holzverbrennung, landwirtschaftliche Tätigkeiten, Stoppelverbrennung, Biomasseverbrennung und Biokraftstoffverbrennung führen zu einer erhöhten Feinstaubkonzentration. Gasförmige Emissionen aus Kraftwerken reagieren in der Atmosphäre und bilden Feinstaub.
4. Haushaltsaktivitäten und persönliche Gewohnheiten
PM 2.5 wird auch durch Tabakrauchen, Kerzenbrennen, Kochaktivitäten wie Braten, Braten, unregelmäßige Wartung von Küchenkaminen, Petroleumheizungen, Gasherden, Kaminbetrieb usw. freigesetzt. Darüber hinaus erhöhen Bautätigkeiten die Konzentration von PM2.5.
AUSWIRKUNGEN VON FEINSTOFF (PM2.5)
A. Auswirkungen von PM2.5 auf die Umwelt
Feinstaub belastet nicht nur die menschliche Gesundheit, sondern auch die Umwelt. Die Umweltauswirkungen von PM2.5 werden als Sichtverringerung, saurer Regen, erhöhte Luftverschmutzung, Materialschäden, Ökosystemschäden, eingeschränkte Funktionsfähigkeit von Pflanzen und Bäumen, kontaminierte Flüsse und Ozeane sowie verringerte Ernteproduktivität und -ertrag angesehen. Seine Verbreitung ist aufgrund seiner Größe einfach und bewirkt, dass es sein Umweltschicksal ändert.
1. Dunstproduktion
Der Dunst verringert die Sicht und erhöht die Wahrscheinlichkeit von Verkehrsunfällen. Feinstaub hinterlässt einen Fleck, der die materielle Umgebung wie Gebäude, Statuen, Denkmäler usw.
2. Bodenfruchtbarkeit
Unterschiedliche chemische Zusammensetzung von Feinstaub zeigt unterschiedliche Wirkungen. Es beeinträchtigt auch die Bodenfruchtbarkeit, was zu einer Verringerung des Ernteertrags und der landwirtschaftlichen Produktivität führt.
3. Nährstoffkreislauf
Feinstaub stört den Nährstoffkreislauf und wirkt sich auf die Rhizosphäre aus.
4. Pflanzenphotosynthese
Wenn sich feine Partikel auf den Blättern absetzen, blockieren sie das Eindringen von Sonnenlicht in die Blätter und stören den Prozess der pflanzlichen Photosynthese. Die Erzeugung von Abrieb und Strahlungswärme beeinflusst die Photosynthese von Pflanzen aufgrund der Schichtung von PM2.5 über Blättern. Dies verringert die Reichweite des Photonenflusses zu photosynthetischen Geweben.
5. Ablagerung in Gewässern
Das Absetzen giftiger PM2.5-haltiger Schwermetalle in Gewässern, einschließlich Flüssen und Ozeanen, beeinträchtigt die marinen und aquatischen Ökosysteme. Mehrere aquatische Lebensformen sterben aufgrund ihrer reduzierten Säuretoleranz. Dies wirkt sich auch auf Menschen aus, wenn sie kontaminierte aquatische Lebensmittel in ihre Ernährung aufnehmen.
6. Ökosysteme stören
Feinstaub stört auch die Nahrungskette und das Nahrungsnetz im Ökosystem aufgrund ihrer gemeinsamen Abhängigkeiten, unterschiedlichen Toxizitätstoleranzen und damit verbundenen Auswirkungen. Seine Konzentration, die das Ökosystem beeinflusst, steht in direktem Zusammenhang mit dem Klimawandel.
B. Auswirkungen von PM2.5 auf die menschliche Gesundheit
In epidemiologischen Studien werden schwere gesundheitliche Auswirkungen mit Feinstaub mit einem Durchmesser von 2.5 Mikrometern in Verbindung gebracht. Die Auswirkungen von Feinstaub auf den menschlichen Körper hängen von der Expositionsdauer und -konzentration ab.
Die gesundheitlichen Auswirkungen von PM2.5 unterscheiden sich je nach Altersgruppe, Geschlecht und Rasse. Studien und Forschungsergebnisse zeigen, dass weiße Menschen, Kinder und Frauen sehr anfällig dafür sind, betroffen zu sein, wenn sie ihr ausgesetzt sind.
1. Eindringen in die Atemwege
Feinstaub hat aufgrund seines verringerten Durchmessers und seiner vergrößerten Oberfläche die Tendenz, toxische Materialien mit sich zu führen. Das kleine PM entweicht leicht aus den Nasenlöchern und dringt tief in die Bronchien und Alveolen ein und korrodiert die Alveolarwand in der Lunge.
Laut WHO wurden im Jahr 2016 4.2 Millionen vorzeitige Todesfälle aufgrund einer PM2.5-Exposition verzeichnet.
2. Erhöhte Krankenhausaufenthalte und Fehlzeiten
Die Exposition gegenüber PM2.5 erhöht Krankenhausaufenthalte, Besuche in der Notaufnahme und Fehlzeiten von Schulen und Büros, insbesondere in Fällen mit bereits bestehenden Erkrankungen, alten Menschen und Kindern. Feinstaub verursacht Lungenentzündung und Bronchitis.
3. Bösartige Wirkungen
Die Exposition gegenüber Feinstaub 2.5 zeigt bösartige Auswirkungen im frühen Leben, einschließlich Atemwegs-, Herz-Kreislauf- und vorgeburtlicher Erkrankungen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit der Kindersterblichkeit.
4. Menschliche Hornhaut und Bindehaut
Die Exposition gegenüber der hohen Konzentration von PM2.5 führt zu Brennen, Juckreiz und Rötung der Augen, allergische Konjunktivitis. Laborstudien zeigen, dass es das Überleben menschlicher Hornhautepithelzellen (HCEC) reduziert, indem es die Autophagie der Zellen auslöst. Es ist auch für die Zellschrumpfung verantwortlich.
5. Reduzierte Antioxidantien
Feinstaub reduziert Antioxidantien im menschlichen Körper. Hydroxylionen-induzierter oxidativer Stress schädigt die DNA. Teratogenese, Mutagenese und Karzinogenese werden durch beschädigte DNA induziert, wenn sie nicht rechtzeitig repariert wird.
6. Erhöhte ROS-Spezies
Die Überproduktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) verringert die antioxidative Funktion der Zellen, was zu einer Lipidperoxidation auf der Zellmembran führt und den intrazellulären Kalziumspiegel (Ca2+) erhöht. Freie Radikale von PM2.5 induzierten die Produktion freier Radikale, um Lungenzellen zu oxidieren, und könnten eine Hauptursache für Körperverletzungen sein, die durch die Peroxidation freier Radikale verursacht werden.
7. Reduzierte Stoffwechselaktivitäten
PM2.5 löst eine Überexpression von entzündungsbedingten Zytokinen, Autophagie und Genen für Transkriptionsfaktoren aus, was zu entzündlichen Verletzungen in Zellen führt. Feinstaub erhöht die pathogene Adhäsion und verringert die antimikrobielle Aktivität, die einheimische Mikroflora, Alveolarmakrophagen und natürliche Killerzellen.
8. Andere gesundheitliche Auswirkungen
PM 2.5 verursacht zerebrovaskuläre Störungen, psychische Gesundheit, Niesen, Husten, Reizungen in Augen, Nase und Rachen, Hautallergien, Asthma, kardiovaskuläre obstruktive Lungenerkrankung (COPD), Erstickung, Herzrhythmusstörungen, Krebs, Genotoxizität, Krebs und Entzündungen. Studien zeigen, dass es sogar Diabetes mellitus, reduziertes Geburtsgewicht und vorzeitigen Tod verursachen kann. Es verursacht kardiovaskuläre und pulmonale Erkrankungen, die zu erhöhter Sterblichkeit und Morbidität führen.
22 indische Städte aus den 30 am stärksten verschmutzten Städten der Welt sind
Bautätigkeiten, Autozahlen (die mit steigender Bevölkerungszahl zunehmen), Industrialisierung und Urbanisierung in asiatischen Ballungsräumen tragen maßgeblich zur PM2.5-Belastung bei.
Laut WHO leben 91 % der Menschen an Orten mit einem Luftqualitätsindex, der über den vorgeschriebenen Standards liegt. 91 % der vorzeitigen Todesfälle treten in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen auf.
Laut einem in Lancet Planetary Health von der India State-Level Disease Burden Initiative veröffentlichten Artikel waren 18 % aller Todesfälle in Indien im Jahr 2019 auf Luftverschmutzung zurückzuführen.
Die Kohortenstudie der American Cancer Society zeigte einen 15-27%igen Anstieg der Sterblichkeit bei Lungenkrebs bei einem Anstieg der PM2.5-Konzentration um 10 ug/m3.
Laut einem kürzlich von der Swiss Organization veröffentlichten Bericht aus dem Jahr 2021 halten 22 indische Städte den Rang unter den 30 am stärksten verschmutzten Städten der Welt.
Ghaziabad belegte mit 106,6 ug/m3 der durchschnittlichen jährlichen Feinstaubkonzentration von 2.5 nach Hotan, China, den zweiten Platz. Andere indische Städte, die Ranglisten sicherten, waren Bulandshahr, Bisrakh, Jalalpur, Bhiwadi, Noida, Greater Noida, Kanpur, Lucknow, Delhi, Faridabad, Meerut, Hisar, Jind, Haryana, Agra, Fatehabad, Muzaffarnagar, Muzaffarpur, Gurgaon, Bandhwari, Yamuna Nagar, Rohtak und Dharruhera. Die meisten dieser Städte liegen in den nordindischen Bundesstaaten Uttar Pradesh, Haryana und Rajasthan.
ZUSÄTZLICHES STOPPELBRENNEN ZUR FEINSTOFFKONZENTRATION IN DELHI
Die nördliche Region Indiens fällt auf die Indo-Gangetische Ebene. In der Zeit vor dem Monsun (April bis Mai) und nach dem Monsun (Oktober bis November) sind die Bewohner Nordindiens starker Luftverschmutzung ausgesetzt. Im Jahr 2020 berichteten Nair M. et al., dass Indien allein aufgrund der Stoppelverbrennung den zweithöchsten Verursacher von Aerosolemissionen darstellt. Die Stoppelverbrennung und ihr Zusammenhang mit Transportemissionen haben direkte und indirekte Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und den Klimawandel. Im Jahr 2019 lag der Wert des Air Quality Index (AQI) in Delhi bei 487. Ghaziabad verzeichnete 493, während er in Greater Noida 480 betrug, was tödliche und gefährliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit hat.
Stoppelverbrennung ist das Verbrennen von Strohstoppeln aus der Reis- und Weizenernte und ist gefährlich für Delhi und seine Bewohner. Das Verbrennen von Stoppeln verursacht eine erhöhte Feinstaubkonzentration in der atmosphärischen Luft, die tief in die Lunge eindringen kann und das Lungenkrebsrisiko um 36 % erhöht.
Indien hat einen Anteil von 26,2 % an den gesamten weltweiten behindertengerechten Lebensjahren (DALY). Punjab, Haryana, Uttar Pradesh und Rajasthan aus Nordindien meldeten die höchsten DALY. Ein Bericht der Weltbank zeigte, dass die Verbrennung von Biomasse in Delhi zu 9–28 %, in Mumbai zu 23–29 %, in Chandigarh zu 24 % und in Kalkutta zu 37–70 % zu PM2.5 beiträgt. Partikel, die von der Stoppelverbrennung freigesetzt werden, stagnieren in 2 km Höhe über der Stoppelregion und diese Partikel werden durch den Wind in höhere Höhen auf 3000 m in Richtung der Seite von Delhi verteilt. Die Stagnation dieser Partikel könnte auf eine verringerte Windgeschwindigkeit und -richtung zurückzuführen sein.
Emissionen aus verbrannten Stoppeln:
Bei der Stoppelverbrennung werden Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2), Stickoxide (NOx), Schwefeloxide (SOx), Methan (CH4) sowie PM10 und PM2,5 freigesetzt. Jedes Jahr werden in Indien 342 Tonnen Stoppeln erzeugt, von denen 34 % bzw. 22 % auf Reis und Weizen entfallen. 23.86 % von 342 MT werden unmittelbar nach der Ernte auf Feldern im Freien verbrannt.
Der Bericht des IARI (Indian Agricultural Research Institute) zeigte, dass jedes Jahr 14 MT von 22 MT Reisstoppeln verbrannt werden. Haryana und Punjab sind für 48 % der gesamten Verbrennung von Reisstoppeln verantwortlich. Im Jahr 2011 berichteten Sahai et al., dass die Verbrennung von 63 Tonnen Stoppeln für 3.4 Tonnen CO, 0.1 Tonnen NOx, 91 Tonnen CO2, 0.6 Tonnen CH4 und 1.2 Tonnen Feinstaub verantwortlich ist, die in die Luft freigesetzt werden.
46.5 % des Anstiegs der Stoppelverbrennung wurde von der Economic Times aus Punjab und ein Rückgang von 28.6 % aus Haryana gemeldet. Im Jahr 2019 meldete Punjab 52,225 aktive Brände durch Stoppelverbrennung, die im Jahr 2020 um 24,312 Brände auf 76,537 aktive Brände zunahmen. Dies führt zu einer Erhöhung der Feinstaubkonzentration.
MASSNAHMEN ZUR REDUZIERUNG VON PARTIKELN 2.5
Jeder Beitrag zählt, wenn es darum geht, Schadstoffe zu reduzieren. Es gibt einige Maßnahmen, die Einzelpersonen ergreifen können, um die PM2.5-Belastung zu reduzieren.
- Wenn Sie rauchen, hören Sie mit dem Rauchen auf, da es die Feinstaubkonzentration um 2.5 erhöht.
- Vermeiden Sie das kontinuierliche Verbrennen von Holz, Kerzen und Kaminen.
- Verwenden Sie keine Staubsauger ohne HEPA-Filter.
- Vermeiden Sie es, jedes Mal den persönlichen Transport zu benutzen und viele Reisen zu planen
- Wechseln Sie in Haushalten zu erneuerbaren und sauberen Energiequellen, nämlich Solar- und Windenergie.
- Verwenden Sie keine Generatoren in Häusern.
- Abstellen der Fahrzeuge beim Warten an roten Ampeln.
- Stoppen Sie unnötige Renovierungen und Bauten an Häusern.
Ein großer Schritt zur Feinstaubreduzierung ist es, den Stoppelbrand zu stoppen. Stattdessen können Stoppeln, wenn sie ordnungsgemäß bewirtschaftet werden, verschiedene wirtschaftliche Vorteile bringen. Stoppeln, die nach der Ernte erzeugt werden, haben die Fähigkeit, die Bodenfruchtbarkeit zu erhöhen. Daher wird seine Anwendung den Boden fruchtbarer machen. Stoppeln sind eine gute Energiequelle und können in Kraftwerken verwendet werden. Der auf Stoppeln basierende Rohstoff ist vorteilhaft in der Papier- und Zellstoffindustrie. Beim Biokraftstoff wird Produktionsstoppel als Biomasse verwendet. Stoppeln lassen sich leicht in Kompost oder Pflanzenkohle umwandeln.
Eine Studie von Upadhyay A., et al. aus dem Jahr 2018 zeigte, dass Emissionen aus dem Verkehrs-, Industrie- und Energiesektor bei vollständiger Minderung 92,380 vorzeitige Leben retten. Emissionen aus Wohngebieten können bei vollständiger Minderung 378,295 Leben retten. Dies macht 95 % der Unsicherheitsintervalle aus.
