MagisterLudi 5 мая 2021 в 13:17

Невидимые убийцы в воздухе: как продлить себе жизнь, контролируя уровень чистого воздуха и PM₂,₅

24 мин

30K

Блог компании МаклаудНаучно-популярноеЗдоровье

Перевод

О чем вы беспокоитесь больше: о физических упражнениях, употреблении овощей или о воздухе, которым вы дышите?

Несмотря на то, что большинство вещей, которые благотворно влияют на здоровье, хорошо известны, одна из них крайне недооценена: повышение качества воздуха. Полагаю, что зачастую это самое эффективное вмешательство в здоровье, и точка. Ничто другое не является настолько важным и простым одновременно.

Давайте посмотрим на это с разумной стороны: возьмем четыре самые большие страны мира и сравним, сколько людей умерло по тем или иным причинам в 2019 году.

Трудно отдавать приоритет советам по здоровью. Мне сказали, что мне следует ограничить употребление соли и есть крестоцветные овощи, делать кардио, хорошо спать, ограничить употребление алкоголя, уменьшить уровень стресса и регулярно проходить медицинские осмотры. Но насколько каждая из этих рекомендаций имеет значение? Что делать в первую очередь, если вы безволосая обезьяна, склонная совершать ошибки?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужны числа. Ниже я оценил, насколько различные факторы влияют на жизнь через качество воздуха.

Образ жизни
Быть викингом стоит 4 года жизни.
Жить в Дели стоит 3 года жизни.
Постоянно ездить на поезде из Ньюарка в Нью-Йорк стоит 6 месяцев жизни
Проживание в средней части США стоит 3 месяца жизни
(Вдыхать дым от чьего-то вейпа — около 0?)

Отдельно взятое событие
Если вы жили рядом с лесными пожарами на западном побережье США 2020 года, то это стоило вам 2,4 дня жизни.
Разжечь дома по-настоящему дымный огонь стоит 1 день жизни
Жечь конусное благовоние — 2,3 часа жизни
Одну ночь использовать ультразвуковой увлажнитель воздуха — 50 минут жизни
Жарить рыбу при закрытых окнах — 45 минут жизни
Жечь благовония-палочки — 27 минут жизни
Использование лака для волос — 14 минут жизни
Выкурить одну сигарету — 11 минут жизни
Задуть свечу перед сном — 10 минут жизни

Это хорошие новости — вы можете купить дополнительную жизнь с минимальными затратами денег, времени, усилий или силы воли!

Обязательно контролируйте массу тела, хорошо ешьте и начинайте бегать. Это важно, но и довольно сложно. Возможно, вам не удастся похудеть, но если вы попытаетесь повысить качество воздуха, у вас все получится. Вы должны начать с того, что дает максимальную отдачу от усилий, и это воздух.

Что я рекомендую

Если вы не хотите читать эту длинную-длинную статью (извините), просто выполните следующие действия в следующем порядке:

Если у вас есть ультразвуковой увлажнитель воздуха, уничтожьте его.
Следите за качеством местного воздуха, как за погодой.
Никаких благовоний.
Свечи гасите только крышкой.
Будьте осторожны с дымом при приготовлении пищи.
Заведите себе счетчик частиц.
Все время используйте дома очиститель воздуха. (Это пункт №1, если в наружном воздухе, где вы живете, много твердых частиц.)
Установите в свой автомобиль салонный воздушный фильтр HEPA.
Избегайте использования аэрозолей.
При нахождении в грязном воздухе используйте маску очень осторожно.

На первый взгляд, странный список, но, похоже, именно к нему приводят доказательства.

Частицы и проблемы, которые они вызывают

Что мы измеряем

Мы измеряем частицы в единицах PM_2,5. Теоретически это можно измерить следующим образом:

Возьмите кубометр воздуха.
Отфильтруйте все твердые частицы.
Оставьте только частицы размером 2,5 микрометра/микрона (мкм) или меньше.
Взвесьте оставшиеся частицы в микрограммах (мкг).
Единицы измерения — мкг/м³, поскольку вы взвешиваете частицы (в мкг) в одном м³ воздуха.
Для справки: человеческие волосы имеют ширину около 70 микрометров, бактерии — от 1 до 10, а вирусы — от 0,02 до 0,4. Агентство по охране окружающей среды дает полезную визуализацию:

Вы можете спросить: все ли химические вещества равны? Одинаково ли вредны 50 мкг/м3 при сжигании угля, производстве цемента или природной пыли? Ответ — нет (слышали об асбесте?). Но мы действительно не знаем, насколько эти различия имеют значение на практике.

Количественная оценка вреда

Лучшим показателем, чем количество смертей, является количество лет жизни с поправкой на инвалидность или годы жизни, скорректированные по нетрудоспособности (DALY). Это количество потерянных лет жизни плюс поправка на несмертельные условия, которые ухудшают жизнь. Например, шизофрения — это очень плохо, поэтому считается, что тот, кто становится шизофреником на год, теряет половину лет жизни, скорректированных по нетрудоспособности. Это дает аналогичную картину.

Эти цифры относятся только к загрязнению атмосферного воздуха, например, из-за автомобилей, электростанций и производства. К этому добавляется загрязнение воздуха внутри помещений.

Как частицы вредят тебе

Мы беспокоимся о мелких частицах, потому что они кажутся наиболее вредными, особенно с точки зрения того, как хроническое воздействие приводит к долгосрочным проблемам со здоровьем.

Эти частицы действительно вызывают рак легких, но это одно из меньших зол. Они также вызывают хронические респираторные проблемы. Тем не менее, более половины вреда исходит вовсе не от легких, а от диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Вот вред, нанесенный США в 2019 году:
Вред от мелких частиц:

Как частицам удается все это делать, все еще остается предметом исследования. Основная история, по-видимому, заключается в том, что мельчайшие частицы могут проникать через легкие в кровоток. Затем эти инородные частицы активируют вашу иммунную систему, которая начинает буйствовать, вызывая всевозможные проблемы.

Почему так много сердечно-сосудистых заболеваний? Что ж, вы, наверное, можете догадаться, куда уходит кровь после того, как она покидает легкие.

Эвристика для количественной оценки вреда

Насколько сильно Вам вредят частицы? Хотя это сложно сказать точно, в этом разделе будут представлены две простые эвристики:

Длительное воздействие 33,3 PM_2,5 стоит 1 года жизни, скорректированные по нетрудоспособности. Это лучше всего подходит для изменения образа жизни. Например, перемещение из места, где нет твердых частиц, в место с уровнем 100 PM2,5 стоит 3 года жизни, скорректированные по нетрудоспособности.
При 2500 PM_2,5 вы теряете годы жизни, скорректированные по нетрудоспособности в реальном времени. Это лучше всего для разовых мероприятий. Например, если вы подвергаетесь воздействию уровня 5000 PM_2,5 в течение 3 часов, вы теряете 6 часов жизни, скорректированных по нетрудоспособности.

Конечно, единственный способ быть уверенным — это провести рандомизированные эксперименты, в которых мы запираем людей в одинаковых средах на всю их жизнь, меняем частицы, влиянию которых они подвергаются, и наблюдаем, как долго они живут. Поскольку мы не можем этого сделать, нам остаются только наблюдательные исследования.

В статье 2013 года рассматривалась продолжительность жизни и уровни частиц в 545 округах США, при этом учитывались смешанные переменные, такие как благосостояние, курение и демография. Они обнаружили, что каждые 28,5 мкг/м3 твердых частиц стоят 1 год (без учета нетрудоспособности).

Стоит ли доверять этому числу? Большинство статей посвящено вопросам общественного здравоохранения, но мы можем извлечь некие оценки. Во всеобъемлющем документе 2017 года оценивается среднее значение PM_2,5 для населения в разных странах, а также затраты на здоровье, связанные с частицами в окружающем воздухе. Я взял их оценки и умножил их на цифры ожидаемой продолжительности жизни ВОЗ, чтобы получить оценку общего количества годов жизни, скорректированных по нетрудоспособности, которые каждый человек теряет за свою жизнь. Вот уровни частиц в зависимости от общего потерянного количества годов жизни, скорректированных по нетрудоспособности.

Прямая линия показывает соотношение. График говорит о том, что если вы подвергаетесь воздействию 33,3 PM_2,5 в течение всей жизни, в результате вы потеряете около 1 года жизни, скорректированного по нетрудоспособности. Я бы не стал слишком полагаться на это точное число. Оно варьируется от страны к стране, и все это основано на очень сложной статистике. Тем не менее, обнадеживает тот факт, что разные данные и методы приводят к цифре, близкой к статье 2013 года.

Вы можете спросить: не должен ли один и тот же уровень частиц причинять больший вред там, где люди живут дольше, поскольку у них больше времени, чтобы вдохнуть частицы?

Может быть. Я попытался связать частицы с потерей годов жизни, скорректированных по нетрудоспособности за один год, не умножая на ожидаемую продолжительность жизни. Это предполагает, что воздействие 2500 PM_2,5 в течение одного года стоит 1 года жизни, скорректированного по нетрудоспособности.

Другими словами, если вы вдыхаете частицы с концентрацией 2500 PM_2,5, вы удваиваете скорость, с которой вы движетесь к своей судьбе (с поправкой на нетрудоспособность). Если вы подвергаетесь воздействию уровня X × 2500 в течение H часов, вы теряете XH часов жизни с поправкой на нетрудоспособность.

На практике это не слишком отличается от предыдущей оценки, поскольку ожидаемая продолжительность жизни в разных странах не сильно различается.

Личное воздействие

Итак, мы можем оценить, какой вред наносят твердые частицы. Следующий естественный вопрос: какому количеству частиц вы подвергаетесь? Вероятно, ответ — это частицы из окружающей среды плюс некоторое дополнительное количество в помещении, но трудно сказать, насколько велико это количество.

Где люди проводят время

Есть хорошие записи об уровнях частиц на открытом воздухе, но большинство людей не очень много времени проводят на открытом воздухе. Вот обзор НNHAPS о том, как американцы проводили свое время с 1992 по 1994 год.

Время, проведенное в помещении (86,9%). На месте проживания (68,7%), офис/производство (5,4%), бар/ресторан (1,8%), другие помещения (1,8%), в транспорте (5,5%), на открытом воздухе (7,6%).

Похоже, что ни один недавний опрос не сравнится с этим. У них даже есть кривые показывающие, где люди находятся в течение дня.

Личное VS наружное воздействие

Уровни частиц в помещении такие же, как и на открытом воздухе?

Существует сильная корреляция, особенно если люди держат окна открытыми, но она варьируется. Обычно уровни в помещении выше, чем на открытом воздухе. Чен и Чжао просматривают кучу статей, в которых пытаются оценить соотношение внутреннего/внешнего соотношения:

Но на самом деле все это не имеет значения. Уровни в помещении различаются по пространству и времени. Что вас волнует, так это ваше личное воздействие, воздух, который фактически попадает в ваши легкие.

Это сложно изучать, так как вам нужно носить с собой измерительное устройство, но это уже было сделано несколько раз. В течение ранних попыток маленькую трубку помещали возле рта, которая в свою очередь пропускала воздух через фильтр, который позже был взвешен. В более поздних исследованиях используются устройства, измеряющие светорассеяние.

Я не нашел хорошего анализа, поэтому сделал свой. Вот сравнение среднего личного и уличного уровней во всех исследованиях, которые я нашел:

*Вы можете развернуть таблицу с подробностями обо всех исследованиях здесь, если хотите.
Личное воздействие сильно коррелирует с уровнями на открытом воздухе, но обычно оно немного выше. Если вы доверяете линии на графике, она предсказывает, что у кого-то с наружным уровнем 50 будет личное воздействие 62,5.

Однако личное воздействие гораздо менее предсказуемо, чем можно предположить из приведенного выше графика. Каждая точка усредняется по множеству людей. Индивидуальные исследования, которые разбирали каждую ситуацию по отдельности, показывают огромный разброс.

Итак, ваше воздействие, вероятно, равно окружающему уровню плюс некоторая величина, которая зависит от того, что вы делаете и куда идете. Чтобы понять это, нам нужно копнуть глубже.

Частицы на открытом воздухе

Большинство частиц являются результатом деятельности человека. Обычными источниками частиц являются электростанции (особенно угольные, но также природный газ и нефть), фабрики, антропогенные пожары, автомобили и грузовики. Естественные источники — это пыль, лесные пожары и (как ни странно) морские брызги.

Разница по городу/региону — большая: уровни сильно различаются по всему миру. Исчисления различаются, но у некоторые стран показатели действительно низкие (Новая Зеландия, Канада), а у некоторых на порядок выше (Индия, Катар). Различные местоположения внутри стран связаны частично из-за того, что вокруг дует один и тот же воздух, а частично из-за совместного контроля выбросов. Тем не менее, если в вашем городе нет ветра и много заводов и машин, уровни будут выше.

Различия относительно местоположения в пределах города/региона — маленькие: насколько различаются те или иные места в одном и том же городе? Ответ: вроде бы как-то различаются. Массовое исследование, проведенное в различных местах Европы, показало, что уровни частиц вблизи улиц были примерно на 20% выше, чем в городах, которые, в свою очередь, были примерно на 20% выше, чем в регионах.

Различия, обусловленные датой — умеренное: в одном и том же месте уровни меняются в течение года. Вот средняя концентрация в Лос-Анджелесе за каждый день за 20 лет, любезно предоставленная Агентством по охране окружающей среды.

Вы можете увидеть влияние от людей, запускающих фейерверки, чтобы отпраздновать свою свободу (4 июля каждого года), всех, кто остается дома из-за пандемии (март-апрель 2020 года), и массивных лесных пожаров (сентябрь 2020 года).

Кстати, какое значение имели эти пожары? Во многих областях их уровень поднялся примерно до 100 за несколько недель, а в некоторых поднялся до 200-500. В качестве пессимистической оценки предположим, что ваши уровни выросли на 200 за полный месяц. Это увеличивает ваш средний годовой показатель на 16,67, что будет стоить 6 месяцев от года жизни, скорректированного по нетрудоспособности, если это будет происходить каждый год. Если бы это произошло всего один раз, вы бы потеряли 200/2500 = 0,08 месяца или 2,4 скорректированных жизненных дня.

Различия, обусловленные временем суток — небольшое: в одном месте и в один и тот же день уровни меняются по часам. Manning (2018) объединил измерения с 3110 объектов по всему миру, чтобы получить следующий график.

Здесь у нас есть большая загадка: почему уровни самые низкие в середине и конце дня? Они предполагают, что «эта замечательная глобальная однородность суточных циклов PM_2,5 предполагает влияние общих факторов, включая суточный цикл глубины смешанного слоя, модулируемый другими процессами, такими как суточные колебания выбросов».

Я думаю, это означает следующее: солнце нагревает землю по утрам. Это заставляет воздух у земли подниматься, смешивая различные слои воздуха. Это притягивает множество частиц от земли к небу, уменьшая их плотность. После того, как земля остынет, воздух перестает так сильно перемешиваться. Кроме того, возможно, это как-то связано с тем, когда люди ездят на работу и так далее.

Я очарован этим феноменом смешанной глубины слоя, но пока не смог разобраться в нем. Меняется ли он по сезонам? Поэтому качество воздуха зимой часто бывает хуже? Я не знаю.

Частицы в пути

Вождение: автомобили генерируют множество частиц. Если вы едете рядом с множеством других автомобилей, уровень частиц, вероятно, выше, чем в окружающем воздухе. В нескольких исследованиях, которые я видел, были обнаружены уровни в диапазоне от 50 до 100 в автомобилях. Другие предполагают, что это не так уж и плохо и схоже с обычным нахождением на улице. Вероятно, это зависит от вашего автомобиля, трафика, местных средств контроля выбросов и погоды.

Ходьба, езда на велосипеде и бег. Если вы находитесь на улице, ваше воздействие может быть немного выше, чем фон, но не намного. Как упоминалось выше, уличные измерения обычно немного выше, чем у городских. Если вы едете на велосипеде или бегаете, вам становится тяжелее дышать. Кажется, что типичный взрослый дышит примерно 15 раз в минуту, но может ускориться в 4 раза, если будет усиленно тренироваться. Это может означать, что частицы накапливаются в 4 раза быстрее, но я не могу найти никаких явных доказательств этому.

Мы могли бы оценить вред от загрязнения в результате бега или езды на велосипеде, но я не буду этого делать, поскольку упражнения также улучшают здоровье сердечно-сосудистой системы, и я не знаю, как рассчитать это баланс.

Езда в метро: Luglio (2020) измерил частицы для всех основных систем поездов на северо-востоке США. Делали измерения на надземных станциях, но всегда выходило мало (10-25).

Для самой опасной системы поездов поездка из Ньюарка, штат Нью-Джерси, до Всемирного торгового центра в Нью-Йорке должна стоить 7,5 минут жизни. Поездка пять дней в неделю будет стоить 0,56 годов жизни, скорректированных по нетрудоспособности.

Поездка занимает 25 минут. Предположим, вы проводите по 10 минут на двух станциях. Ваше воздействие за час, который вы проводите в этой поездке, составляет 779 × 10/60 + 449 × 25/60 = 316,9, что приводит к затратам 316,9 / 2500 = 0,126 часа.

Всего есть 10 поездок, каждая из которых увеличивает воздействие на 316,9 за один час. Это увеличивает ваше среднее недельное воздействие на 316,9 × 10 / (7 × 24) = 18,86 при затратах 18,86 / 33,33 = 0,56 годов жизни, скорректированных по нетрудоспособности.

Smith (2020) обнаружил, что в лондонском метро линия Виктория имела средний уровень 361, северная линия 194, пара других — около 50, а остальные еще ниже. Линия Виктория имеет самые высокие показатели, потому что она полностью находится под землей, а это означает, что частицам некуда деваться.

Martins (2015) рассматривает многие предыдущие исследования с обнаруженными уровнями более 100 в Лондоне, Буэнос-Айресе, Париже, Пекине, Нью-Йорке, Стокгольме, Шанхае, Барселоне и Сеуле. Более низкие уровни были в Будапеште, Гуанчжоу, Хельсинки, Лос-Анджелесе, Мехико, Тайбэе и Сиднее.

Rant: Посмотрим правде в глаза, эти уровни — позор. В некоторых местах над ними работают, но прогресс идет медленно, потому что сложно модернизировать поезда. Послушайте меня, транспортные агентства: не модернизируйте эти проклятые поезда. Просто установите на станциях обычные очистители воздуха. Сделайте это, потому что:

Проблема в том, что частицы медленно накапливаются в туннелях, откуда им некуда деться. Мы можем решить проблему в источнике, медленно убирая частицы.
Установить статические очистители на станции несложно. Вы можете использовать стандартные компоненты.
Частицы в поездах поступают со станций и туннелей.
Люди тоже дышат воздухом на станциях.

Очистители воздуха слишком дороги? Ну, в метро Нью-Йорка (MTA) 275 станций метро. Предположим пессимистично, что каждой станции нужно 50 очистителей, а их эксплуатация стоит 1000 долларов в год. (MTA любит сильно переплачивать.) Стоимость составит 13,75 миллиона в год, что составляет менее 0,1% бюджета MTA. Кажется, это стоит того, чтобы не подвергать миллионы людей воздействию воздуха, в пять раз более опасного, чем самые загрязненные города мира.

Частицы в помещении

Предположим, вы находитесь в своем доме. Качество воздуха, которым вы дышите, можно снизить пятью факторами:

Уровни твердых частиц на открытом воздухе.
Как долго частицы висят в воздухе в помещении.
Скорость обмена между внутренним и наружным воздухом.
Вы совершаете действия, которые создают частицы в помещении (приготовление пищи, свечи).
Вещи, которые вы делаете для удаления частиц в помещении (работает очиститель).
Мы уже рассмотрели №1. Давай рассмотрим все остальное.

Как долго частицы висят в воздухе

Может быть, воздух в помещении каким-то образом автоматически чище, чем воздух снаружи? Об этом свидетельствуют рекомендации общественного здравоохранения оставаться в помещении при плохом качестве воздуха.

Оставленные в покое, частицы оседают из воздуха. В абсолютно неподвижном воздухе это происходит детерминировано, когда более крупные частицы падают быстрее. В реальном (турбулентном) воздухе частицы отскакивают, пока не прилипнут к поверхности. Это приводит к экспоненциальному спаду со скоростью, зависящей от размера частиц и турбулентности воздуха. Эксперименты предполагают примерно следующее:

Мне сложно определить, насколько это время зависит от турбулентности воздуха или от того, соответствует ли скорость перемешивания реальным условиям.

Период полураспада воздуха в домах

Даже при закрытых окнах воздух постоянно проходит через щели в здании. Давайте определим это как «период полураспада при вентиляции», количество времени, по истечении которого половина воздуха в помещении заменяется извне. В обычных домах это время составляет от 1 до 5 часов. Он длиннее в более энергоэффективных домах и (намного) короче, если окна открыты.

Чаще (и более запутанно) используется так называемая «скорость воздухообмена».
Таким образом, если вы активно не очищаете воздух, уровни в помещении, вероятно, аналогичны уровням на открытом воздухе, плюс любые частицы, которые вы производите внутри. Воздух обменивается достаточно быстро, чтобы к тому времени, когда частицы выпали из воздуха, новые частицы пришли извне. (Однако закрытые окна должны работать для более крупных частиц, и может быть некоторая польза от открытия/закрытия окон в зависимости от изменения уровней наружного освещения.)

Воздействие с уменьшающейся концентрацией

Чтобы рассчитать влияние конкретных вещей, которые генерируют частицы, нам понадобится быстрый расчет. Если вы создадите клуб дыма с пиковой концентрацией c и периодом полураспада h, уровни со временем будут медленно падать. Какое у вас общее воздействие?
На следующем графике показана пиковая концентрация c = 1000, которая распадается с периодом полураспада h = 0,2 часа. Оказывается, это эквивалентно (такая же площадь под кривой) выдержке с константой 288 в течение 1 часа.

Откуда взялось 288? Общая формула 1.44 × c × h. Это вполне естественно: по математике это пиковая концентрация, умноженная на период полураспада, умноженная на дополнительную константу. Как и следовало ожидать, удвоение пиковой концентрации или периода полураспада удваивает общее воздействие.

Общая формула происходит от простого интеграла.
По прошествии некоторого времени t частицы претерпели период полураспада t/h, что означает, что общая концентрация уменьшится в (1/2) ^ (t / h) раз, и, таким образом, текущий уровень в момент времени t равен c × (1/2) ^ (т / ч). Если мы проинтегрируем это, чтобы получить общее воздействие, это будет ∫c × (1/2) ^ (- t / h) dt = c × h / ln (2). Бывает, что 1 / ln (2) ≈1,44.

Вещи, которые создают частицы в помещении

Курение: Вы слышали? Курение вредно для Вас. Shaw (2000) оценивает, что одна сигарета сокращает продолжительность жизни (без поправки на трудоспособность) на 11 минут, и указывает, что этого времени достаточно для «довольно безумного полового акта». Давайте двигаться дальше.

Вейпинг: здесь речь идет исключительно о вторичном вейп-дыме. (Я не рекомендую вейпинг, если вы не делаете это для того, чтобы бросить курить.)

Иногда кажется, что сообщество общественного здравоохранения одержимо стремится уничтожить вейпинг, согласно чертовым доказательствам. Конечно, я всегда думал, что вейпинг — это не здорово, но разве вред настолько большой?

Сообщество вейпинга часто ссылается на этот отчет Центры по контролю и профилактике заболеваний США, который не обнаружил никаких проблем. Однако они не проверяли наличие частиц. Это ничего не доказывает.

Многие люди измерили частицы около вейпинга и обнаружили высокие уровни. Soule (2017) обнаружил уровень частиц около 1000 на конференции по электронным сигаретам. Li (2021) обнаружил, что в шести вейп-шопах в Южной Калифорнии средний уровень составляет 276. Protano (2020) обнаружил, что один человек, пользующийся вейпом, может достичь уровня от 1000 до 10000. Множество случайных людей измеряют частицы и сообщают числа вроде 600, 546 или 1000. Некоторые сообщают, что их заставляли делать это их родители (хорошая работа, родители).

Энтузиасты вейпинга возражают, что почти все частицы состоят из воды, глицерина и небольшого количества никотина. Это похоже на правду — в отличие от табачного дыма, выдыхаемый воздух вейпа не содержит значительно больше фенолов или карбонилов (таких как формальдегид или ацетон), чем обычный выдыхаемый воздух.

Я предварительно называю это Team Vape. В горах работ, в которых измеряется содержание вейп-дыма с высоким содержанием частиц, мало кто даже признает утверждение, что все это вода и глицерин. Может я что-то упускаю? Мое представление о заговоре против вейпинга не отступило.

Камины и твердое топливо

. В различных исследованиях было обнаружено, что обычный день из жизни фермера 18 века, викинга или приготовление пищи на открытом огне в Гватемале может привести к среднесуточной концентрации частиц около 200. Эти исследования всегда находят безумные уровни частиц около огня (около 1000), но в этих зданиях хорошая вентиляция, и люди не проводят так много времени возле самого сильного дыма. Это предполагает потерю примерно 6 годов жизни, скорректированных по нетрудоспособности, несмотря на то, что настоящие викинги могли снизить количество дыма после многих поколений практики использования огня.

По сей день во всем мире много людей, которые готовят дома на твердом топливе (уголь/дрова). В Индии, в том числе вред, наносимый твердыми частицами воздуха в домашних условиях, почти вдвое увеличивает (и без того большие) потери, вызываемые загрязнением атмосферного воздуха.

Насколько сильно может повредить огонь в камине? Это зависит от многих факторов: насколько велик огонь? Хорошо ли горит? Насколько хорошо вентилируется ваш дом? У вас есть стеклянная панель перед огнем? Насколько хорошо дымоход для камина втягивает воздух?
Давайте будем по-настоящему пессимистичными и представим, что у вас есть огонь с концентрацией 25000, который горит пять часов. Это будет стоить вам около 25 часов жизни с поправкой на трудоспособность. Если все сделать правильно, это, вероятно, уменьшится в 2–3 раза. Современная дровяная печь с плотными уплотнениями могла бы стать еще лучше.

Кулинария: А как насчет других способов приготовления? Опять же, все зависит от обстоятельств. Kang (2019) пробовал готовить разные блюда в 30 разных зданиях Кореи. В среднем суп давал пиковую концентрацию 65, жарка на масле 424 и жарка на огне 1256. И жарка на масле, и жарка на огне всегда сильно различались.

Открытие окна снизило пиковую концентрацию примерно до ⅓. Использование вытяжки (с открытым окном или без него) уменьшило его примерно до ⅐.

И как долго частицы остаются? Без вытяжки или вентиляции средний период полураспада составлял около часа. (На самом деле это более быстрый период полураспада посредством вентиляции, о котором мы говорили выше.) С вытяжкой период полураспада составлял около 20 минут. При открытых окнах это было около 6-7 минут (независимо от вытяжки).

Эти цифры показывают, что приготовление рыбы при закрытых окнах приводит к потере около 45 минут.

Свечи: Свечи образуют некоторые частицы во время горения, но подавляющее большинство их частиц появляются в тот момент, когда свеча гаснет. (Это подтверждается другими исследованиями.) Задувание свечи вызывает всплеск примерно 50-200, при этом частицы остаются в воздухе в течение 3-5 часов.

Если принять средние значения, то каждое задувание свечи будет стоить вам 10 минут. Если делать это ежедневно, то это будет стоить вам полгода.

Давайте возьмем пиковое значение в 100 и предположим, что частицы висят в воздухе 4 часа. Тогда это будет стоить 100 × 4/2500 = 0,16 часа или 9,6 минуты в день.

Очевидное решение — избегать свечей. Если вам это не подходит, свечи, вероятно, не так уж и плохи, просто не задувайте их. Вместо этого потушите их, надев герметичную крышку.

Благовония: одна статья предполагает, что при сжигании ароматической палочки пиковая концентрация может составлять около 800, а в конусе — более 4000, а период полураспада составляет около 1,6 часа.

Это предполагает, что сжигание конуса благовоний стоит 3,68 часа жизни.

Используя нашу формулу полураспада, общее воздействие составляет 4000 × 1,6 × 1,44 = 9216 часов частиц. Таким образом, общая стоимость составляет 9216/2500 = 3,68 часа с поправкой на нетрудоспособность.

Не используйте благовония.

Аэрозоли: некоторые чистящие средства образуют тонны частиц. В одной статье было описано, что использование Febreze вызывает всплеск частиц на 50-75. Они также обнаружили, что лак для волос может вызвать всплеск до 200 с периодом полураспада 2 часа. Они также являются исключительно мелкими частицами, которые очень долго висят в воздухе.

Это говорит о том, что использование лака для волос (в помещении) стоит около 14 минут.
Предположим увеличение на 200 с периодом полувыведения 2 часа. Тогда общая стоимость составит 200 × 2 × 1,44 / 2500 = 0,23 часа.

Старайтесь не разбрызгивать что-либо в воздух. Если вы действительно любите лак для волос, вы можете использовать его на улице или в хорошо проветриваемой комнате прямо перед выходом из дома.

Увлажнители: вам это не понравится, но ультразвуковые увлажнители производят огромное количество частиц. Они превращают любые минералы в воде в частицы, переносимые по воздуху. Они делают это почти намеренно! Park (2020) протестировал различные типы воды в небольшой камере с тщательно контролируемой скоростью воздухообмена и получил следующие устойчивые повышения по сравнению с фоновыми уровнями.

Минеральная вода: ~ 265
Водопроводная вода (Сеул): ~ 260
Очищенная вода: ~ 50
Дистиллированная вода: ~ 0

Похоже, это показывает, что учитываются не только частицы воды. Некоторые люди из реального мира сообщают о еще больших цифрах. Я сам это проверил и обнаружил то же самое.

Это говорит о том, что использование ультразвукового увлажнителя с водопроводной водой в ночное время в течение 8 часов стоит 50 минут. Делая это каждую ночь, вы теряете 2,6 года.
(Поскольку мы смотрим на стационарные концентрации, а не на пик, мы не рассматриваем периоды полураспада.) Ваше общее воздействие за одну ночь составляет 260 × 8 = 2080, при стоимости 2080/2500 = 0,832 часа = 50 минут. Если вы будете делать это каждую ночь, это повысит ваше среднее дневное воздействие на 260 × 8/24 = 86,66 с затратами на 86,66 / 33,33 = 2,6 года.

Ночью пользоваться увлажнителем почти так же плохо, как выкурить 5 сигарет!? Я скептически относился к реальности таких больших чисел. Я прочитал инструкции по эксплуатации нескольких ультразвуковых увлажнителей воздуха. Было несколько моментов в инструкции, откуда я понял, что они знают об этой проблеме:

«Для наполнения резервуара для воды используйте только чистую прохладную воду из-под крана (рекомендуется использовать фильтрованную или дистиллированную воду, чтобы избежать образования белой пыли, если вода из-под крана слишком жесткая)».
«Лучший способ минимизировать накопление минералов — использовать дистиллированную или деминерализованную воду».
«ВАЖНО: использование водопроводной воды с высоким содержанием минералов, известной как«жесткая вода», с любым увлажнителем может привести к выделению мелкой белой пыли. Чтобы этого избежать, используйте дистиллированную или деминерализованную воду ».

В качестве дополнительного доказательства Агентство по охране окружающей среды опубликовало отчет, в котором говорится: “Недавние исследования […] показали, что ультразвуковые и импеллерные (или «холодный туман») увлажнители могут рассеивать материалы, такие как микроорганизмы и минералы, из резервуаров для воды в воздух в помещении.” Они рекомендуют осушать и очищать резервуар каждый день, а также использовать дистиллированную воду.

Агентство по охране окружающей среды подчеркивает, что нет никаких доказательств того, что именно эти частицы вредят здоровью. Это, конечно, интересный способ смотреть на вещи. Возможно, это подходящая логика для правительства, рассматривающего вопрос о запрете, но не для нас. Увлажнители имеют огромный эффект, и вы должны понимать, что они опасны, пока не появятся убедительные доказательства обратного.

Теоретически вы можете попытаться решить проблему, используя дистиллированную воду или увлажняя комнату, находясь вне дома или закрывая дверь. Но не стоит. Что делать, если увлажнитель загрязняется? Что делать, если частицы просачиваются из комнаты? Что делать, если у вас накапливаются бактерии и загрязняют воду? Вы действительно собираетесь отключать, чистить и сушить увлажнитель каждый раз, когда вы его используете?

Просто используйте испарительный или паровой увлажнитель воздуха, которые, кажется, почти не создают частиц.

Другие случайные вещи

Оказывается, пылесос приводит к увеличению количества частиц на 50. Сушилка для чистки ворса вызывает всплеск PM₁₀, но не PM_2,5. Вы можете получить небольшой подъем уровня частиц, застелив постель!

В целом, избежать появления частиц невозможно. Практически любая деятельность, связанная с молекулами, создаст некоторые частицы. На самом деле, воздействие в течение небольшого промежутка времени не имеет такого уж большого значения. Решение состоит в том, чтобы избежать самых серьезных проблем и убедиться, что частицы удаляются из воздуха достаточно быстро, чтобы не причинить серьезного вреда. Сделать это можно, очистив воздух. Или, если вам повезло с чистым и умеренным воздухом на улице, вы можете просто держать окна открытыми.

Что делать

Старайтесь не создавать частицы в помещении.
Прежде всего, избавьтесь от своих ультразвуковых увлажнителей воздуха. Не сжигайте продукты во время готовки. Никогда не используйте благовония. Гасите свечи крышкой. Избегайте опасных чистящих средств. Если вы пользуетесь лаком для волос, я думаю, вы могли бы делать это на улице?

Следите за уровнями частиц на открытом воздухе.
В большинстве мест в мире есть средства измерения частиц в реальном времени. Вы должны следить за ними, как и за погодой. Некоторые погодные веб-сайты/приложения уже включают подсчет частиц — подумайте об их использовании.

Заведите себе счетчик частиц.
Вы можете оценить скорость воздухообмена в вашем доме и скорость, с которой ваш очиститель удаляет частицы. Вы можете попытаться уменьшить активность, генерирующую частицы в помещении. Но единственный способ убедиться — это проверить.

Вы можете купить нормальный счетчик частиц за 100 долларов. Иногда носите его с собой, чтобы проверять, нет ли каких-то неприятных сюрпризов. Поделитесь этой информацией с вашими друзьями. Нам действительно нужны более совершенные портативные счетчики частиц. В идеале они должны быть встроены в часы или в телефоны.

(Многие люди просили у меня порекомендовать хороший счетчик частиц. Я не хочу рекомендовать тот, который у меня есть, потому что он несколько хреновый. Если вы ищете «монитор качества воздуха», есть много вариантов, которые будут лучше. Дайте мне знать, если у вас есть счетчик частиц, который вам действительно нравится.)

Используйте в помещении очиститель воздуха

Очиститель воздуха нужен вашему дому по двум причинам:

Для снижения стационарного уровня внешних частиц.
Чтобы уменьшить период полураспада частиц, которые вы производите в помещении.

Оказывается, очиститель воздуха уменьшает и то, и другое в одинаковой степени. Чтобы получить более точные данные, предположим

Период полураспада вашей вентиляции равен t, что означает, что по прошествии этого времени половина воздуха в вашем доме была заменена наружным воздухом. (Обычно это от одного до пяти часов.)
Период полураспада вашего очищения равен s, что означает, что по прошествии этого времени ваш очиститель удаляет половину частиц из воздуха (при условии отсутствия вентиляции).

Когда вы включаете очиститель, по математическим расчетам, ваше общее воздействие как от внутренних, так и от внешних источников умножается на коэффициент

с/(с+т).

Это интуитивно понятно: вы хотите, чтобы очистка была быстрее, чем вентиляция, т.е. вы хотите, чтобы s <t. В этом случае ваше общее воздействие умножается на небольшое число.
Например, предположим, что в вашем доме средний период полураспада вентиляции составляет 120 минут, а кубовидный очиститель воздуха работает на низком уровне, что означает период полураспада очистки 15 минут в комнате объемом 31 м³. Затем этот очиститель снижает ваше воздействие на долю ⅑ = 15 / (15 + 120) от того, что было бы в противном случае.

Хотя это работает как для внутренних, так и для наружных частиц, помните, что всегда полезно открывать окна, если уровень на открытом воздухе в настоящее время ниже, чем в помещении — например, потому что вы только что сожгли свой обед.

*Поскольку это уже подробности, я оставлю детали того, как вывести эту формулу здесь.
Сначала поговорим об устойчивом состоянии. За фиксированный промежуток времени очистители удаляют фиксированную фракцию частиц из воздуха, в то время как вентиляция заменяет фиксированную часть воздуха в помещении на наружный. Таким образом, чем больше частиц, тем быстрее работает очистка и меньше вентиляция. Устойчивое состояние — это когда они равны.

Если уровни наружного воздуха равны L, оказывается, что устойчивое состояние для уровней внутри помещений равно L × s / (s + t).

Например, предположим, что уровни на открытом воздухе равны 100, средний период полураспада вентиляции в вашем доме составляет 120 минут, и что вы используете кубовидный очиститель воздуха на высокой скорости в комнате среднего размера, что означает период полураспада очистки 7 минут. Тогда установившаяся концентрация будет 5,5 = 100 × 7 / (7 + 120).

Теперь поговорим о частицах, созданных в помещении. Допустим, вы генерируете клубок дыма и получаете максимальную концентрацию c. Если частицы уходят только из-за вентиляции, ваше общее воздействие в конечном итоге составит 1,44 ct. Теперь предположим, что у вас есть воздушный фильтр с периодом полураспада s без вентиляции. Комбинированный период полураспада составляет st / (s + t), поэтому ваше новое воздействие составляет 1,44 c s t / (s + t). Соотношение нового и старого воздействия снова s / (s + t).

Установите в машину салонный воздушный фильтр HEPA

Одна автомобильная компания всячески раздумывает над своей системой очистки воздуха. Это замечательно повышать осведомленность, но в большинстве автомобилей, выпущенных за последние 10-20 лет, есть фильтры салона, через которые воздух проходит перед тем, как попасть вам в лицо.

Обычно это не HEPA, но вы можете купить версию HEPA примерно за 10–20 долларов и легко установить ее самостоятельно. В большинстве автомобилей вы просто вытаскиваете перчаточный ящик, а затем выдвигаете фильтр. Это занимает около 5 минут и не требует никаких инструментов.

Если вы похожи на большинство людей, вы скорее всего даже не подозревали, что у вас есть воздушный фильтр в салоне, так что, вероятно, пришло время его заменить. Заплатите дополнительно 5 долларов, чтобы получить тот, который удаляет мелкие частицы. (Это может немного снизить скорость воздуха.)

Маски действительно ненадежные

В некоторых частях мира принято носить маски, чтобы уменьшить воздействие частиц. Насколько это помогает? Я не думаю, что кто-то действительно знает. Тем не менее, мы можем сделать несколько убедительных заявлений:

Можно использовать маску, чтобы исключить большую часть воздействия частиц (уменьшение> 90%).
Многие широко продаваемые маски просто не работают так, как говорится в рекламе, независимо от того, как они используются.
Для успешного использования маски крайне важно иметь такую, которая подходит вашему лицу, и необходимо проверять ее соответствие.

Во время лабораторных испытаний исследователи покупают кучу масок n95, затем осторожно прикрепляют их либо к манекенам, либо к настоящим человеческим головам, а затем проверяют, насколько хорошо они работают. С оптимизмом Shakya (2016) обнаружил, что две маски n95 работали хорошо, и даже тканевые маски что-то делали. Ричард Сен-Сир попробовал несколько масок в Китае, очень осторожно подходя к подгонке, и получил числа от 56% до 99%. В некоторых работах (Cherrie, 2018; Pacitto, 2019) было протестировано несколько различных масок и было обнаружено, что одна или две работают хорошо, но большинство удаляют половину частиц или меньше. К сожалению, Faridi 2020 попробовал 50 различных масок, доступных в Иране, и обнаружил, что ни одна из них не работает лучше 40%, а большинство из них намного хуже.

Я предполагаю, что реальные условия ближе к плохим случаям, чем к хорошим.

Что вы можете сделать? Две вещи:

Откажитесь от покупки какой-либо маски без независимого тестирования, чтобы доказать, что она работает.
Навязчивый тест на подгонку — проверка низкого качества заключается в том, чтобы посмотреть, что происходит, когда вы вдыхаете или выдыхаете — воздух проходит по краям маски? Но на самом деле вам нужен формальный тест на пригодность.

Распространенный метод «настоящих» тестов — сделать аэрозоль с сахарином (да, искусственный подсластитель) и проверить, блокирует ли маска запах. Provenzano (2020) дает некоторые предварительные доказательства того, что это можно сделать с небольшими затратами.

Пока нет проверенного рецепта, сделанного своими руками, но это кажется возможным. Может быть, мы сможем использовать эти чертовы ультразвуковые увлажнители воздуха, чтобы сделать аэрозоль сахарина. Кто знает, может, появится какая-то не связанная с этим причина для интереса к маскам.

Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

Теги:

Хабы: