¿Qué es el material particulado PM2.5?
Si hablamos de calidad del aire, India ha llegado a un estado alarmante. El aumento de PM2.5 afecta la calidad del aire, el medio ambiente y la salud humana. El informe reciente de la Organización Mundial de la Salud mostró que se observan 8.0 millones de muertes por año debido a la mala calidad del aire. Esto representa el 6.7% de la carga mundial de enfermedades que podrían estar relacionadas con el material particulado. La exposición al ozono registró 1.52 millones de muertes prematuras.
Factores para el aumento de la concentración de PM2.5
La combinación de partículas sólidas suspendidas y gotitas de líquido en el aire forma partículas. También contiene polvo y hollín. PM2.5 es una partícula inhalable ultrafina que tiene un diámetro de 2.5 micrómetros y puede penetrar profundamente en los pulmones, causando enfermedades y dolencias respiratorias. También comprende metales e iones de metales pesados (cadmio, níquel, potasio, cobre), compuestos orgánicos e inorgánicos, alérgenos, muchos compuestos microbianos e hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP).
El aumento de la temperatura del aire durante la temporada de invierno y las inversiones atmosféricas en el hemisferio norte aumentan la concentración de PM2.5 en el aire. Durante la temporada de verano, la masa de aire estacionaria, los incendios forestales y la formación de aerosoles secundarios aumentan la concentración de PM2.5.
En el norte de la India, varios factores contribuyen a aumentar la concentración de partículas. Los factores físicos, químicos y meteorológicos afectan la concentración de pm en el medio ambiente. Los factores físicos y químicos, incluidos el tamaño, el número, la densidad y la concentración de las partículas en la atmósfera, afectan la movilidad (movimiento) de las partículas. Aparte de esto, los factores meteorológicos como la velocidad del viento, la dirección del viento y las condiciones climáticas, como la lluvia, afectan los procesos de transporte y el destino de las partículas en el medio ambiente.
En los veranos, la energía residencial contribuye en un 62 % a la concentración de PM2.5 y en un 70 % a los inviernos. Los experimentos de investigación han demostrado que la concentración aumenta durante la noche. India ha informado 60 ug/m3 y 40 ug/m3 como concentraciones de PM2.5 de 24 horas y anuales, respectivamente.
FUENTES DE PARTICULADO PM2.5 EN EL MEDIO AMBIENTE
La presencia y aparición de PM2.5 en el medio ambiente aún son discutibles. Las fuentes son el origen por donde este contaminante ingresa al ambiente.
1. Fuentes naturales
Varios eventos naturales, como la lluvia y la escorrentía, afectan la movilidad de las PM 2.5. El agua de lluvia arrastra el contaminante y cambia su destino en el medio ambiente. Los incendios forestales, las erupciones volcánicas y las calamidades naturales, como los terremotos, provocan un aumento de la concentración de partículas. Tiene una tasa reducida de descenso atmosférico, lo que aumenta su tiempo de persistencia en el medio ambiente.
2. Industrias y plantas de tratamiento
Los procesos de producción de productos en la industria de la pulpa de papel, las refinerías de petróleo, los hornos de ladrillos, las centrales eléctricas y las plantas de tratamiento de residuos municipales liberan PM 2.5 al medio ambiente.
3. Emisiones
Las emisiones de los vehículos, la combustión de carbón, la quema de hojas y maderas, las actividades agrícolas, la quema de rastrojos, la quema de biomasa y la quema de biocombustibles conducen a una mayor concentración de partículas. Las emisiones gaseosas de las centrales eléctricas reaccionan en la atmósfera y forman partículas.
4. Actividades del hogar y hábitos personales.
PM 2.5 también se libera al fumar tabaco, encender velas, actividades de cocina como saltear, freír, mantenimiento irregular de chimeneas de cocina, calentadores de queroseno, estufas de gas, operación de chimeneas, etc. Aparte de esto, las actividades de construcción aumentan la concentración de PM2.5.
IMPACTOS DEL MATERIAL PARTÍCULO (PM2.5)
A. Impactos de PM2.5 en el medio ambiente
Las partículas no solo afectan la salud humana sino también el medio ambiente. El impacto ambiental de PM2.5 se ve como reducción de la visibilidad, lluvia ácida, aumento de la contaminación del aire, daños materiales, daños al ecosistema, funcionamiento reducido de plantas y árboles, arroyos y océanos contaminados, y disminución de la productividad y el rendimiento de los cultivos. Su dispersión es fácil debido al tamaño y hace que cambie su destino ambiental.
1. producción de neblina
La neblina reduce la visibilidad y aumenta las posibilidades de accidentes de tráfico. El material particulado deja una mancha que afecta el entorno materialista, como edificios, estatuas, monumentos, etc.
2. Fertilidad del suelo
La diferente composición química de las partículas muestra diferentes efectos. También afecta la fertilidad del suelo, lo que conduce a una reducción en el rendimiento de los cultivos y la productividad agrícola.
3. ciclo de nutrientes
El material particulado interfiere con el ciclo de nutrientes que afecta a la rizosfera.
4. Fotosíntesis de las plantas
Las partículas finas, cuando se asientan sobre las hojas, bloquean la penetración de la luz solar en las hojas e interrumpen el proceso de fotosíntesis de la planta. La generación de abrasiones y calor radiativo afecta la fotosíntesis de las plantas debido a las capas de PM2.5 sobre las hojas. Esto reduce el alcance del flujo de fotones hacia los tejidos fotosintéticos.
5. Deposición en cuerpos de agua
La sedimentación de metales pesados tóxicos que contienen PM2.5 en cuerpos de agua, incluidos arroyos y océanos, afecta a los ecosistemas marinos y acuáticos. Varias formas de vida acuática mueren debido a su tolerancia ácida reducida. Esto también afecta a los humanos cuando incluyen alimentos acuáticos contaminados en su dieta.
6. Ecosistemas perturbadores
Las partículas también alteran la cadena alimentaria y la red alimentaria en el ecosistema debido a sus dependencias compartidas, diferentes tolerancias de toxicidad y efectos asociados. Su concentración que afecta al ecosistema tiene vínculos directos con el cambio climático.
B. Impactos de PM2.5 en la salud humana
En estudios epidemiológicos, los efectos graves para la salud están relacionados con partículas que tienen un diámetro de 2.5 micrones. Los efectos de las partículas en el cuerpo humano dependen de la duración y la concentración de su exposición.
Los efectos del PM2.5 en la salud difieren según el grupo de edad, el género y la raza. Los estudios y la investigación muestran que las personas blancas, los niños y las mujeres son muy susceptibles de verse afectados cuando se exponen a él.
1. Penetración al sistema respiratorio
Los materiales particulados tienden a transportar consigo materiales tóxicos debido a su diámetro reducido y su área de superficie aumentada. El MP de pequeño tamaño escapa fácilmente por las fosas nasales y penetra profundamente hacia los bronquios y alvéolos, corroyendo la pared alveolar de los pulmones.
Según la OMS, en 2016 se registraron 4.2 millones de muertes prematuras a causa de la exposición a PM2.5.
2. Aumento de la hospitalización y el ausentismo
La exposición a PM2.5 aumenta las hospitalizaciones, las visitas a la sala de emergencias y el ausentismo escolar y de oficinas, especialmente en casos con trastornos preexistentes, ancianos y niños. El material particulado causa neumonía y bronquitis.
3. Efectos malignos
La exposición a material particulado 2.5 muestra efectos malignos en los primeros años de vida, incluidos trastornos respiratorios, cardiovasculares y prenatales. Esto eleva las posibilidades de mortalidad infantil.
4. Cornea humana y conjuntiva
La exposición a la alta concentración de PM2.5 provoca ardor, picazón y enrojecimiento de los ojos, conjuntivitis alérgica. Los estudios de laboratorio muestran que reduce la supervivencia de las células epiteliales de la córnea humana (HCEC) al desencadenar la autofagia celular. También es responsable de la contracción celular.
5. Antioxidantes reducidos
El material particulado reduce los antioxidantes en el cuerpo humano. El estrés oxidativo inducido por iones hidroxilo daña el ADN. La teratogénesis, la mutagénesis y la carcinogénesis son inducidas por el ADN dañado cuando no se repara a tiempo.
6. Aumento de especies de ROS
La sobreproducción de especies reactivas de oxígeno (ROS) disminuye el funcionamiento antioxidante de las células, lo que lleva a la peroxidación de lípidos en la membrana celular y eleva los niveles de calcio intracelular (Ca2+). Los radicales libres de PM2.5 indujeron la producción de radicales libres para oxidar las células pulmonares y podrían ser una causa principal de lesiones corporales causadas por la peroxidación de radicales libres.
7. Actividades metabólicas reducidas
PM2.5 desencadena la sobreexpresión de citocinas relacionadas con la inflamación, autofagia y genes de factores de transcripción, lo que provoca lesiones inflamatorias en las células. Las partículas aumentan la adhesión patógena y disminuyen la actividad antimicrobiana, la microflora autóctona, los macrófagos alveolares y las células asesinas naturales.
8. Otros efectos relacionados con la salud
PM 2.5 causa trastornos cerebrovasculares, salud mental, estornudos, tos, irritación en los ojos, nariz y garganta, alergias cutáneas, asma, trastorno pulmonar obstructivo cardiovascular (EPOC), asfixia, arritmia cardíaca, cáncer, genotoxicidad, cáncer e inflamación. Los estudios muestran que incluso puede causar diabetes mellitus, peso reducido al nacer y muertes prematuras. Provoca enfermedades cardiovasculares y pulmonares que conducen a un incremento de la mortalidad y la morbilidad.
22 ciudades indias de las 30 ciudades más contaminadas del mundo son
Las actividades de construcción, el número de automóviles (que aumentan con el aumento de la población), la industrialización y la urbanización en las áreas metropolitanas asiáticas contribuyen en gran medida a la contaminación por PM2.5.
Según la OMS, el 91% de las personas vive en lugares con un índice de calidad del aire superior a los estándares prescritos. El 91% de las muertes prematuras se observan en países de ingresos bajos y medios.
Según un artículo publicado en Lancet Planetary Health por India State-Level Disease Burden Initiative, el 18% del total de muertes en India se debieron a la contaminación del aire en 2019.
El estudio de cohortes de la Sociedad Estadounidense del Cáncer mostró un aumento del 15 al 27 % en la mortalidad por cáncer de pulmón con un aumento de 10 ug/m3 en la concentración de PM2.5.
Según un informe reciente de 2021 publicado por la Organización Suiza, 22 ciudades indias se encuentran entre las 30 ciudades más contaminadas del mundo.
Ghaziabad ocupó el segundo lugar con 106,6 ug/m3 de concentración anual promedio de partículas 2,5 después de Hotan, China. Otras ciudades indias que aseguraron las clasificaciones fueron Bulandshahr, Bisrakh, Jalalpur, Bhiwadi, Noida, Greater Noida, Kanpur, Lucknow, Delhi, Faridabad, Meerut, Hisar, Jind, Haryana, Agra, Fatehabad, Muzaffarnagar, Muzaffarpur, Gurgaon, Bandhwari, Yamuna Nagar, Rohtak y Dharuhera. La mayoría de estas ciudades se encuentran en los estados del norte de la India de Uttar Pradesh, Haryana y Rajasthan.
ADICIÓN DE QUEMA DE RASTROJO A LA CONCENTRACIÓN DE PARTÍCULAS EN DELHI
La región norte de la India cae en la Llanura Indo-Gangética. El período anterior al monzón (abril a mayo) y posterior al monzón (octubre a noviembre) es cuando los residentes del norte de la India experimentan una fuerte contaminación del aire. En 2020, Nair M. et al informaron que India es el segundo mayor contribuyente de emisiones de aerosoles únicamente debido a la quema de rastrojos. La quema de rastrojos y su asociación con las emisiones del transporte tienen impactos directos e indirectos tanto en la salud humana como en el cambio climático. En el año 2019, el valor del Índice de calidad del aire (AQI) en Delhi se registró en 487. Ghaziabad registró 493, mientras que en Greater Noida fue 480, lo que tiene un impacto mortal y peligroso en la salud humana.
La quema de rastrojos es la quema de rastrojos de paja de la cosecha de arroz y trigo y es peligrosa para Delhi y sus residentes. La quema de rastrojos provoca un aumento de la concentración de partículas en el aire atmosférico que pueden penetrar profundamente en los pulmones, lo que aumenta las posibilidades de cáncer de pulmón en un 36%.
India comparte el 26,2 % del total mundial de años de vida ajustados por discapacidad (DALY). Punjab, Haryana, Uttar Pradesh y Rajasthan del norte de la India informaron los AVAD más altos. Un informe del Banco Mundial mostró que la quema de biomasa contribuye al 9-28 % de PM2.5 en Delhi, 23-29 % en Mumbai, 24 % en Chandigarh y 37-70 % en Kolkata. Las partículas liberadas por la quema de rastrojos se estancan a 2 km de altura por encima de la región de rastrojos y estas partículas se dispersan por el viento a alturas más altas a 3000 m hacia el lado de Delhi. El estancamiento de estas partículas podría deberse a la reducción de la velocidad y dirección del viento.
Emisiones de rastrojos quemados:
Con la quema de rastrojos se libera monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx), metano (CH4) y PM10 y PM2.5. Cada año en India se generan 342 TM de rastrojo, de los cuales el 34% y el 22% son producidos por arroz y trigo, respectivamente. El 23.86% de 342 TM se quema inmediatamente después de la cosecha en campos en ambiente abierto.
El informe del IARI (Instituto de Investigación Agrícola de la India) mostró que cada año se queman 14 TM de 22 TM de rastrojo de arroz. Haryana y Punjab son responsables del 48% de la quema total de rastrojos de arroz. En 2011, Sahai et al informaron que la quema de 63 TM de rastrojos es responsable de 3.4 TM de CO, 0.1 TM de NOx, 91 TM de CO2, 0.6 TM de CH4 y 1.2 TM de material particulado liberado al aire.
El 46.5% del aumento en la quema de rastrojos fue reportado por el Economic Times de Punjab y una reducción del 28.6% de Haryana. En 2019, Punjab informó de 52,225 incendios activos por quema de rastrojos, lo que aumentó en 24,312 incendios en 2020, lo que los convierte en 76,537 incendios activos. Esto conduce a un aumento en la concentración de partículas.
MEDIDAS PARA REDUCIR EL PARTICULADO 2.5
Todas y cada una de las contribuciones cuentan a la hora de reducir la contaminación. Existen algunas medidas que las personas pueden adoptar para reducir la contaminación por PM2.5.
- Si fuma, deje de fumar porque aumenta las partículas en 2.5 concentraciones.
- Evite la quema continua de leña, velas y chimeneas.
- No utilice aspiradoras sin filtros HEPA.
- Evite usar el transporte personal cada vez y planificar muchos viajes.
- Cambiar a fuentes de energía renovables y limpias en los hogares, a saber, energía solar y eólica.
- Evite el uso de generadores en las casas.
- Apagar los vehículos cuando se espera en semáforos en rojo.
- Deje de recibir renovaciones y construcciones innecesarias en las casas.
Un paso importante hacia la reducción de partículas es detener la quema de rastrojos. En cambio, el rastrojo, cuando se maneja debidamente, puede traer varios beneficios económicos. El rastrojo producido después de la cosecha tiene la capacidad de aumentar la fertilidad del suelo. Por lo tanto, su aplicación hará que el suelo sea más fértil. El rastrojo es una buena fuente de energía y se puede aplicar en centrales eléctricas. La materia prima a base de rastrojos es beneficiosa en la industria del papel y la pulpa. En biocombustibles, los rastrojos de producción se utilizan como biomasa. El rastrojo es fácil de convertir en compost o biocarbón.
Un estudio realizado por Upadhyay A., et al en 2018 mostró que las emisiones de los sectores del transporte, industrial y energético, cuando se mitigan por completo, salvan 92,380 vidas prematuras. Las emisiones de los sectores residenciales cuando se mitigan por completo pueden salvar 378,295 vidas. Esto representa el 95% de los intervalos de incertidumbre.
