Fyzikální faktory ŽP Mgr. Aleš Peřina, Ph. D. Odborný asistent UOPZ
Pojem znečišťující látky / polutantu Dříve: látka s toxickými účinky 60. léta, nástup nových technologií, syndrom nemocných budov Nyní: jakákoliv látka měnící přirozený stav prostředí Emise tok látky nebo energie "ven" ze zdroje. Expoziční koncentrace - měřitelná dávka nebo koncentrace působící na receptor. Expozice: krátkodobá nebo dlouhodobá s akutními nebo chronickými následky na zdraví (v závislosti na dynamice expozice)
Co je znečištění Příspěvek jakékoliv látky nebo energie do přirozeného prostředí. Typy Biologické: mikroorganismy Chemické: kontaminující látky anorganického i organického původu, skleníkové plyny (plyny pohlcující a vyzařují infračervené záření) Fyzikální: hmota nebo energie (teplo, záření nebo vlnění elektromagnetické nebo akustické)
Aerosoly (suspendované částice) Vznik: produkt hoření, popílek a saze, tj. uhlíkaté zbytky nedokonalého spalování) a produkty nadměrného spalování, tj. oxidovaný dusík, který po reakci s amoniakem vytváří další agregované částice. Zdroje: Přirozené: erodovaná hmota se usazuje na zemském povrchu a mechanicky podléhá resuspenzi Antropogenní: doprava, domácí topeniště, průmysl
Aerosoly a černý uhlík Univerzální indikátor různorodé směsi aerosolů v atmosféře. Z epidemiologických studií je zřejmé, že zdravotní následky černého uhlíku a aerosolů různých velikostních frakcí (PM 10 i PM 2,5 ) jsou totožné. Výsledky toxikologických studií ukazují, že černý uhlík není toxickým agens, ale uplatňuje se jako nosič látek s toxickými a karcinogenními účinky, který se uplatňují v místě vstupu do organismu (dýchací cesty) i systémově.
Černý uhlík v souvislostech Černý uhlík absorbuje energii slunečního záření a stává se překážkou přirozených tepelných toků
Změny klimatu a zdraví Film Wake Up Freak Out. Spalování fosilních paliv za posledních 130 let způsobilo uvolňování oxidu uhličitého, černého uhlíku a dalších skleníkových plynů. Tento proces odstartoval postupné zvyšování průměrných teplot s následujícími důsledky vyšší teploty zvyšují koncentrace přízemního ozónu, alergenů a dalších polutantů zajištění kvality pitné vody je nákladnější (mikrobiologické ukazatele), navazující extrémní meteorologické jevy (povodně) nárazově ohrožuje zdroje pitné vody nárůst průměrných teplot posouvá rozšíření biologických přenašečů chorob severněji (Anopheles na jižní Moravě; Šebesta, 2009) a do vyšších nadmořských výšek (Ixodes ricinus v Krkonoších; Danielová 2006)
Změny klimatu a zdraví Pokračování Zvyšování průměrných teplot vede k tání ledovců, vzestupu hladiny oceánu a ztráty obydlí tisíců lidí do vzdálenosti 60 km od pobřeží. Migrace osob přináší specifická zdravotní rizika Měření efektu na zdraví incidence respiračních a kardiovaskulárních nemocí a infekcí předčasná úmrtí (odhad WHO: 250.000 předčasných úmrtí v období 2030-2050) Populace v riziku: děti, starší osoby a lidé žijící v zemích s horší infrastrukturou.
Černý uhlík a zdraví I když černý uhlík není zcela totožný s velikostními frakcemi suspendovaných částic, následky zátěže suspendovanými částicemi jsou v epidemiologických studiích shodné s následky zátěže černému uhlíku. Důsledky: respirační a kardiovaskulární nemoci, některá nádorová onemocnění a poruchy vývoje plodu
NASA Visible Earth SMOG LAYER OVER UPSTATE NEW YORK The layer of atmospheric pollution layer is capped by an atmospheric inversion, which is marked by the layer of clouds at the top of the photograph. The astronauts were able to document this smog event from a variety of vantage points as they orbited over the northeastern U.S. and southern Canada (21. 10. 2000)
Elektromagnetické spektrum
Záření v pohledu veřejnosti Něco zcela jistě nebezpečného a škodlivého pro zdraví. Infračervené (dlouhovlnné) záření Sluneční záření, oheň, předměty, lidské tělo (IR teploměry) Viditelné záření Sluneční záření, oheň, žárovka Ultrafialové záření Sluneční záření, výbojka, produkce vitamínu D, dermatitis Ionizující záření Přírodní zdroje, umělé zdroje, zbraně, elektrárny, kontrola a bezpečnost
Ionizující záření Záření s energií schopnou ionizovat atomy Přímo ionizující: proud nabitých částic Alfa: proud protonů a neutronů Beta: proud elektronů a pozitronů Nepřímo ionizující Gama: elektromagnetické vlnění Aktivita (Bq)-> absorbovaná dávka (Gy) váhový faktor -> efektivní dávka (Sv)
Ionizující záření - vlivy na zdraví Absorbovaná energie mění chemickou strukturu proteinu Vysoce dávkový příkon: buněčná smrt vlivem denaturace bílkovin Letální: buňka ztrácí schopnost mitózy (nemoc z ozáření projevují se s latencí, primárně jsou poškozeny tkáně s rychlou regenerací Nízko dávkový příkon: poškození DNA Subletální poškození DNA, které při současném selhání reparačních mechanismů může potenciálně vést k mutagenezi a karcinogenitě
Využití záření ve zdravotnictví Neionizující záření Postupy asepse a antisepse (UV-B: germicidní lampy) Použití UV a IR záření v dermatologii, fyzioterapii Možnost stanovení škodlivé dávky Ionizující záření Radiodiagnostika, radioterapie As Low As Possible Ochrana osob před nepříznivými účinky
Light at night
Light at night
Light at night Oranžové, žluté nebo růžové zabarvení noční oblohy nevadí jen astronomům. Indikátor světelného znečištění se zdravotními důsledky. Chepesiuk, 2009
Tma Protiklad světla, atribut noci Postřehnutelný úbytek světla. Světlo: lidským okem viditelná část elektromagnetického záření V přeneseném slova smyslu období temna, symbol ošklivosti, úzkosti a strachu. Tma je také prostředím pro regeneraci organismu, pro podporu obrazotvornosti, prostředím k navození pocitu soukromí a intimity. 0,1 až 0,001 lx
Světlo Oheň člověku přináší teplo a bezpečí, jas ohnivého plamene prostupuje tmu.mnohem později plynové lampy, elektřina (wolframové vlákno, oblouková lampa, luminiscenční a diodové zdroje...) Světlo se stalo dostupné, je vždy a všude. Avšak světlo narušilo přirozené prostředí a prolomilo adaptační mechanismy člověka. Je lépe vidět na práci, lze neustále zvyšovat nároky na člověka a jeho zdroje, je lépe vidět na cestu, takže se díky uměle vyrobenému větlu dokážeme pohybovat relativně bezpečně i v noci
Světlo jako fyzikální veličina Kandela (Cd) - jednotka SI, historicky plamen definované svíčky Lumen (Lm) - deskriptor světelného toku vyzařovaný zdrojem do prostorového úhlu Lux (Lx) - intenzita, s jakou je osvětlena definovaná plocha emisí ze zdroje a přenesené prostředím Slunný den: 30.000-100.000 lx Útlum vlivem oblačné oblohy 3 až 30-krát Žárovka: 100 500 lx Úplněk: 0,25 lx Noc: 0,001 lx
Světlo a melatonin Hormon epifýzy, produkt acetylace serotoninu při sníženém množství světla, navozuje rytmus spánku. 5 % populace udává, že v ložnici pociťuje nadměrné množství světla rušícího spánek, 20 % populace uvádí jako ochranu před světlem nutnost zatemňování ložnice. Agentura IARC zařadila nepřetržité svícení, rušivé noční osvětlení a chronický jet-lag syndrom za pravděpodobný karcinogen (2A) Epidemiologické důkazy na zvýšené riziko rakoviny prsu a leukémie u dětí narozených exponovaným ženám Další epidemiologické důkazy naznačují souvislost s rozvojem diabetu mellitu a obezity.
Cirkadiánní produkce melatoninu
Modré světlo: nejúčinnější disruptor melatoninu
Harvard Light Exposure Assessment questionnaire
Hluk Protiklad ticha Zvuk mechanické kmitání pružného prostředí Rozsah slyšení u člověka: 16 Hz - 16 khz Hluk každý zvuk, který působí škodlivě, rušivě nebo nepříjemně Jednotka decibel (db)
Hluk v příkladech Zdroj L(A) [db] v místě pozorovatele Referenční hladina zvuku 0 Šum listí 10 Noční ticho 30 Běžná konverzace, zpěv ptáků 60 Osobní automobil 80 Tramvaj (60 km.h -1 ) 90 Rockový koncert 110 Start tryskového letadla 120 Práh bolesti 130
Hluk: účinky na zdraví Na sluchový orgán (přímo úměrně absorbované energii) Akutní akustické trauma. Dočasné zvýšení sluchového prahu chronická porucha sluchu z hluku Systémové účinky Rušení spánku, riziko kardiovaskulárních nemocí Systémové účinky II. (neúplné důkazy) Psychická onemocnění: Není prokázáno, že by hluk způsoboval psychická onemocnění, avšak u predisponovaných osob může expozice nadměrnému hluku onemocnění spustit nebo zhoršit. Interference s řečovou komunikací Zhoršení motivačních a emocionálních charakteristik Změny v sociálním chování Poruchy imunitního systém, onemocnění zažívacího traktu, nižší porodní hmotnost, opožděné osvojování řeči u dětí Synergické účinky chemických látek (VOCs, ETS aj.) Vnímavé skupiny osob: děti, nemocné osoby, staří lidé
Hluk: účinky na zdraví