Дым от лесных пожаров: влияние на здоровье, PM2.5 и как защититься
Каждое лето лесные пожары ухудшают качество воздуха во многих регионах Канады. При этом многие не догадываются, что опасность существует не только рядом с самим пожаром. Дым может переноситься воздушными потоками на сотни и даже тысячи километров, поэтому качество воздуха способно значительно ухудшиться в местах, где поблизости вообще нет видимого огня.
Оценить безопасность воздуха только по виду неба или запаху невозможно. Иногда дым очевиден: снижается видимость, солнце приобретает красноватый оттенок, появляется запах гари. Но мелкие частицы дыма могут присутствовать в воздухе и тогда, когда выраженной дымки ещё нет или она уже исчезла. Интенсивность запаха также не показывает, сколько вредных частиц вы в действительности вдыхаете.
Поэтому во время сезона лесных пожаров лучше задавать не вопрос «вижу ли я дым?», а другой: «каким воздухом я сейчас дышу?».
Что именно мы вдыхаем
Дым от лесных пожаров состоит не из одного вещества. Это сложная смесь мельчайших частиц, газов и различных продуктов горения. Его состав зависит от того, что именно горит, насколько интенсивно идёт пожар и при каких условиях происходит горение.
С точки зрения здоровья особенно важны частицы, которые обозначаются как PM2.5. PM означает particulate matter - взвешенные в воздухе частицы. Цифра 2.5 указывает на их размер: диаметр таких частиц составляет 2,5 микрометра или меньше. Для сравнения, диаметр человеческого волоса обычно составляет около 50-100 микрометров, то есть частицы PM2.5 примерно в 20-40 раз меньше по диаметру.
Размер имеет большое значение. Более крупные частицы в значительной степени задерживаются в носу и верхних дыхательных путях. PM2.5 - это частицы диаметром 2,5 микрометра и меньше. Среди них есть ещё более мелкие частицы - менее 0,1 микрометра, которые называют ультрамелкими.
PM2.5 способны проникать глубоко в лёгкие и достигать альвеол - мельчайших воздушных мешочков, где происходит газообмен между лёгкими и кровью. Небольшая часть этих частиц может преодолевать барьер между лёгкими и кровеносными сосудами и попадать в кровоток. Особенно легко через этот барьер проходят самые мелкие частицы из группы PM2.5 - ультрамелкие. Поэтому воздействие дыма может затрагивать не только дыхательную систему, но и другие органы и системы организма.
Как понять, что вы находитесь в зоне риска
В Канаде для оценки риска, связанного с загрязнением воздуха, используется Air Quality Health Index - AQHI, или индекс риска для здоровья, связанного с качеством воздуха. Он показывает, насколько текущее загрязнение воздуха может представлять риск для здоровья.
Шкала AQHI начинается с 1 и заканчивается значением 10+. Значения от 1 до 3 соответствуют низкому риску, от 4 до 6 - умеренному, от 7 до 10 - высокому, а 10+ означает очень высокий риск. Актуальную шкалу и рекомендации для каждой категории можно посмотреть на официальной странице Environment and Climate Change Canada.
Обычно AQHI рассчитывается с учётом сразу нескольких основных загрязнителей воздуха: мелких частиц PM2.5, приземного озона и диоксида азота. Но во время лесных пожаров концентрация PM2.5 может увеличиться очень быстро, иногда в течение одного часа.
Поэтому во время сезона лесных пожаров используется дополнительный расчёт, который часто называют AQHI+. Он основан на текущей часовой концентрации PM2.5. Обычный AQHI и этот дополнительный показатель рассчитываются одновременно, после чего публикуется более высокое из двух значений.
Отдельного показателя «AQHI+» на сайте искать не нужно. Вы по-прежнему видите просто AQHI - система выполняет эту корректировку автоматически. Такой подход первоначально был разработан в Британской Колумбии, а сейчас используется во время сезона лесных пожаров почти по всей Канаде.
Проверять AQHI лучше непосредственно перед тем, как вы собираетесь долго находиться на улице, заниматься спортом, работать во дворе или отправляться на прогулку с ребёнком. Качество воздуха может заметно измениться в течение нескольких часов.
Для жителей Британской Колумбии удобно пользоваться официальной страницей B.C. Air Quality Health Index или страницей AQHI для British Columbia на Environment Canada. Там можно посмотреть текущий уровень риска и прогноз для разных районов провинции.
Можно также установить официальное приложение WeatherCAN, где локальный AQHI отображается вместе с прогнозом погоды. В приложении также можно получать уведомления об изменении качества воздуха, что удобно в дни, когда ситуация быстро меняется.
Во время сезона пожаров полезно проверять и официальные B.C. Air Quality Warnings. Такие предупреждения выпускаются, когда качество воздуха уже ухудшилось или ожидается его ухудшение до уровня, способного представлять риск для здоровья.
Дополнительно удобно использовать IQAir. На его карте можно посмотреть текущую концентрацию PM2.5, историю изменений, прогноз и данные отдельных станций в вашем районе. Это особенно полезно, если хочется увидеть различия между разными частями города.
При этом важно не путать показатели. IQAir показывает AQI, а официальные канадские источники - AQHI. Это разные системы, поэтому их цифры нельзя напрямую сравнивать. Для официальных рекомендаций в Британской Колумбии лучше ориентироваться на AQHI, а в IQAir удобно смотреть прежде всего концентрацию PM2.5 и локальные изменения.
FireSmoke.ca выполняет другую задачу. Он показывает не фактическое измерение возле вашего дома, а компьютерный прогноз распространения дыма и ожидаемой концентрации PM2.5 у поверхности земли. По этой карте можно увидеть, куда дым, вероятно, будет перемещаться в ближайшие дни. При этом фактическое время прихода дыма и его концентрация могут отличаться от прогноза, поэтому FireSmoke не следует использовать вместо текущих измерений качества воздуха.
Таким образом, AQHI помогает понять, что происходит с качеством воздуха сейчас, IQAir даёт дополнительную локальную информацию, а FireSmoke помогает оценить, куда может двигаться дым.
Что происходит при длительном или повторяющемся воздействии
Лучше всего изучены последствия воздействия дыма в течение нескольких часов или дней. Во время выраженных эпизодов задымления увеличивается количество обращений в отделения неотложной помощи и госпитализаций по поводу заболеваний дыхательной системы.
Особенно хорошо установлено ухудшение состояния людей с астмой и хронической обструктивной болезнью лёгких - ХОБЛ, или COPD. Это группа хронических заболеваний, при которых нарушается нормальное движение воздуха через лёгкие; к ней относятся, например, хронический бронхит и эмфизема.
Есть также данные о повышении сердечно-сосудистых рисков. Загрязнение воздуха может ухудшать течение уже существующих заболеваний сердца и сосудов и увеличивать вероятность серьёзных осложнений у людей из группы риска.
Отдельно изучается воздействие дыма во время беременности. Существуют данные о возможной связи значительного воздействия с некоторыми неблагоприятными исходами беременности, включая более низкую массу тела ребёнка при рождении.
Что касается воздействия, повторяющегося год за годом на протяжении многих дымовых сезонов, данных пока значительно меньше. Изучаются возможные последствия для нервной системы, когнитивных функций и риск некоторых хронических заболеваний, но исследования продолжаются. Это не означает, что многолетнее воздействие безопасно - мы просто пока не можем точно определить величину этого долгосрочного риска.
Какие симптомы может вызвать дым
Лёгкая реакция на дым может проявляться раздражением глаз, носа и горла, головной болью, небольшим кашлем, насморком или увеличением количества слизи. Нередко эти симптомы уменьшаются после перехода в помещение с более чистым воздухом.
Более серьёзными симптомами являются выраженный или нарастающий кашель, свистящее дыхание, ощущение нехватки воздуха, приступ астмы, головокружение, боль или давление в груди, выраженное сердцебиение или ощущение нарушения сердечного ритма.
Важно помнить, что отсутствие симптомов не означает отсутствия воздействия. Один человек при определённой концентрации PM2.5 начинает кашлять практически сразу, а другой при том же уровне загрязнения может ничего необычного не чувствовать.
Для кого дым особенно опасен
При сильном задымлении воздействие касается всех. Для того чтобы дым повлиял на здоровье, не обязательно иметь хроническое заболевание.
Но некоторые люди более уязвимы. К ним относятся маленькие дети, беременные, пожилые люди, люди с астмой, ХОБЛ и другими хроническими заболеваниями лёгких, люди с заболеваниями сердца и сосудов, а также пациенты с некоторыми другими хроническими заболеваниями.
Повышенное воздействие получают и люди, которые по работе проводят много времени на улице, например строители, садовники, курьеры и сотрудники дорожных служб.
Дети требуют дополнительного внимания по двум причинам. Их дыхательная система ещё продолжает развиваться, а сами дети обычно значительно активнее взрослых. Они могут несколько часов подряд бегать, играть или заниматься спортом на улице и за это время вдыхать большой объём загрязнённого воздуха.
Что происходит в организме при вдыхании дыма
Первые эффекты обычно связаны с непосредственным раздражением слизистых оболочек. Могут появиться жжение или сухость в глазах, раздражение носа и горла, кашель, ощущение заложенности и увеличение количества слизи.
Когда мелкие частицы достигают глубоких отделов лёгких, организм реагирует на них как на раздражитель и развивается воспалительная реакция. Одновременно увеличивается образование химически активных молекул, способных повреждать клетки. Этот процесс называется окислительным стрессом. При этом организм вынужден нейтрализовать дополнительное количество агрессивных молекул, образующихся под действием загрязнённого воздуха. Если нагрузка становится слишком большой, воспалительная реакция может усиливаться.
Последствия могут затрагивать не только дыхательную систему. Загрязнение воздуха также связывают с воздействием на сердце и кровеносные сосуды. Раздражение рецепторов в лёгких через нервную систему может влиять на частоту сердечных сокращений и артериальное давление. Поэтому дым представляет особую проблему для людей, у которых уже есть заболевания сердца или сосудов.
Почему имеет значение то, как долго вы дышите дымом
Не существует определённого количества минут или часов, после которого вдыхание дыма внезапно становится опасным. Имеет значение общая полученная доза: насколько загрязнён воздух, как долго вы им дышите и какой объём воздуха проходит через лёгкие.
Последний фактор особенно важен во время физической нагрузки. При беге, езде на велосипеде, спортивной тренировке или тяжёлой физической работе мы дышим значительно чаще и глубже. За тот же промежуток времени через лёгкие проходит больше воздуха, а вместе с ним - больше частиц дыма.
Поэтому короткая спокойная прогулка и час интенсивной тренировки при одинаковом AQHI создают совершенно разную нагрузку на организм. Например, двухчасовая футбольная тренировка ребёнка в дымный день - совсем другая экспозиция, чем короткая спокойная прогулка.
Имеет значение и повторяющееся воздействие. Несколько дней подряд с умеренным задымлением нельзя автоматически считать незначительными только потому, что AQHI ни разу не достиг экстремального уровня.
Следует учитывать и собственную чувствительность. AQHI рассчитан для населения в целом, но люди реагируют на загрязнённый воздух по-разному. Если при определённом уровне AQHI у вас уже появляется кашель, одышка, раздражение дыхательных путей или головная боль, этот уровень уже является для вас достаточной причиной уменьшить воздействие.
Могут ли лесные пожары менять погоду
Очень крупный и интенсивный пожар действительно способен влиять на локальную погоду.
При сильном горении выделяется огромное количество тепла. Нагретый воздух быстро поднимается вверх, захватывая с собой дым и водяной пар. Иногда этот поток становится настолько мощным, что над пожаром формируется настоящее грозовое облако.
Такое облако называется pyrocumulonimbus, или сокращённо pyroCb. Это грозовое облако, возникшее благодаря чрезвычайно сильному нагреву воздуха пожаром.
Такая гроза может создавать молнии, сильные порывы ветра, резкие нисходящие потоки воздуха, а иногда и град. В редких случаях наблюдались даже торнадо. Молнии особенно опасны потому, что могут вызвать новые пожары далеко от первоначального очага.
Мощные восходящие потоки также способны поднять дым очень высоко в атмосферу, после чего он переносится воздушными течениями на большие расстояния.
Плотный слой дыма, в свою очередь, может уменьшать количество солнечного света, достигающего поверхности, и влиять на движение воздуха в нижних слоях атмосферы. Таким образом, пожар, дым и погода действительно могут взаимодействовать друг с другом.
Как уменьшить количество дыма, которое вы вдыхаете
Основная задача во время задымления - уменьшить общую дозу вдыхаемых частиц.
При повышенном AQHI в первую очередь стоит сократить ненужное пребывание на улице и уменьшить интенсивную физическую нагрузку.
Если выйти всё-таки необходимо, можно использовать хорошо прилегающий респиратор N95. Он способен отфильтровывать значительную часть очень мелких частиц, включая PM2.5. При этом важна именно плотная посадка. Если между респиратором и лицом остаются большие щели, воздух будет проходить вокруг фильтра и защита значительно уменьшится.
N95 не защищает от всех газообразных веществ, присутствующих в дыме, поэтому его задача - уменьшить количество вдыхаемых частиц, а не сделать загрязнённый воздух полностью безопасным.
Как защитить воздух внутри дома
Во время задымления окна и двери лучше держать закрытыми, если температура в помещении остаётся комфортной и безопасной.
Если в доме есть центральная система отопления и кондиционирования - HVAC - полезно использовать эффективный воздушный фильтр. HVAC - это общее название системы, которая обогревает, охлаждает и обеспечивает циркуляцию воздуха в доме.
Для таких фильтров используется рейтинг MERV. Чем он выше, тем лучше фильтр задерживает мелкие частицы. Для дыма Health Canada рекомендует MERV 13 или выше, если конкретная система рассчитана на такой фильтр. Устанавливать слишком плотный фильтр в систему, которая для него не предназначена, не следует, поскольку он может чрезмерно ограничить воздушный поток.
Другой вариант - переносной очиститель воздуха с HEPA-фильтром. HEPA - это высокоэффективный механический фильтр, предназначенный для улавливания очень мелких частиц.
При выборе очистителя важно учитывать не только наличие HEPA-фильтра, но и мощность самого устройства. Для этого используется показатель CADR - Clean Air Delivery Rate. Он показывает, насколько быстро прибор способен подавать очищенный воздух.
Если очиститель слишком мал для помещения, даже хороший HEPA-фильтр не сможет эффективно поддерживать воздух чистым. Поэтому прибор следует подбирать по площади комнаты и указанной производителем производительности.
Если очистить весь дом невозможно, можно сосредоточиться на одной комнате. Спальня часто является наиболее практичным вариантом, поскольку ночью человек проводит в ней много часов подряд. В таком случае имеет смысл закрыть дверь и использовать очиститель именно в этой комнате, стараясь поддерживать в ней максимально чистый воздух. Во время продолжительного задымления фильтры следует периодически проверять и менять по мере загрязнения.
Лучше также избегать устройств, которые намеренно производят озон. Озон сам раздражает дыхательные пути, поэтому такой способ «очистки» воздуха для жилого помещения нежелателен.
Стоит ли измерять PM2.5 внутри дома
Домашний монитор PM2.5 может быть очень полезным. AQHI показывает качество наружного воздуха для вашего района, но не может сказать, что происходит внутри конкретного дома. Даже два соседних дома могут иметь совершенно разные показатели из-за различий в герметичности, вентиляции и эффективности очистителей.
Домашний датчик позволяет увидеть, проникает ли дым внутрь и насколько хорошо работают принятые меры. Такие приборы обычно показывают концентрацию PM2.5 в микрограммах на кубический метр воздуха. Некоторые модели одновременно измеряют температуру и влажность, что тоже удобно во время дымового сезона. На amazon.ca можно найти приборы за ~CA$50.00.
Недорогой домашний монитор не является лабораторным прибором, поэтому его цифры не следует воспринимать как абсолютно точный анализ воздуха. Для бытовой задачи гораздо важнее видеть тенденцию: например, насколько снизился PM2.5 после включения очистителя или насколько быстро он вырос после открытия двери или окна.
Такой монитор помогает и с проветриванием. Когда качество наружного воздуха улучшилось, можно открыть окна и посмотреть, что происходит с PM2.5 внутри помещения. Если показатель начинает быстро расти, наружный воздух ещё недостаточно чистый. Если остаётся низким, помещение можно нормально проветрить.
Что делать, если одновременно жарко и дымно
Это особенно важно для Британской Колумбии, поскольку периоды сильной жары и лесных пожаров нередко совпадают. Совет «закройте все окна» имеет смысл только до тех пор, пока температура внутри дома остаётся безопасной. Сильный перегрев сам по себе может представлять серьёзный риск для здоровья.
Если есть кондиционер или heat pump - тепловой насос, который летом работает как кондиционер, - его следует использовать для охлаждения помещения.
Если дома становится слишком жарко и безопасно охладить его невозможно, лучше временно перейти в более прохладное помещение, где одновременно есть кондиционирование и фильтрация воздуха. Health Canada не рекомендует оставаться в опасно перегретом доме только ради того, чтобы окна оставались закрытыми.
Что делать, когда дым ушёл
Когда наружный воздух действительно стал чище, помещение можно хорошо проветрить. Перед этим лучше проверить актуальный AQHI или наружную концентрацию PM2.5, а не ориентироваться только на внешний вид неба. После продолжительного дымового эпизода следует проверить фильтры HVAC и переносных очистителей и при необходимости заменить их.
Часть частиц дыма оседает на поверхностях. Их лучше удалять влажной уборкой и пылесосом с хорошей системой фильтрации, а не поднимать сухую пыль обратно в воздух.
Если пожар происходил непосредственно рядом с жилой застройкой и вокруг осталось большое количество золы, ситуация отличается от обычного дыма, пришедшего издалека. При горении домов, автомобилей и строительных материалов образуется более сложная смесь продуктов сгорания. В такой ситуации при уборке лучше следовать рекомендациям местных органов здравоохранения и emergency services.
Когда обращаться за медицинской помощью
Лёгкое раздражение глаз и горла, небольшой кашель или головная боль часто уменьшаются после того, как человек оказывается в помещении с более чистым воздухом.
Если появляется выраженная или усиливающаяся одышка, свистящее дыхание, сильный кашель, приступ астмы, головокружение, боль или давление в груди либо выраженное сердцебиение, может понадобиться визит в госпиталь чтобы сделать необходимую медицинскую оценку.
При быстро ухудшающемся состоянии или признаках возможной неотложной ситуации следует обращаться за экстренной медицинской помощью, позвонив 911.
Людям с астмой, ХОБЛ, заболеваниями сердца и другими состояниями, которые могут ухудшаться при загрязнении воздуха, лучше заранее иметь достаточный запас регулярно используемых лекарств и понимать, что делать, если обычное лечение перестаёт достаточно хорошо контролировать симптомы.
Как подготовиться к дымовому эпизоду заранее
Несколько простых вещей легче подготовить до того, как качество воздуха резко ухудшится:
- Знать, где проверять B.C. AQHI, WeatherCAN и официальные предупреждения о качестве воздуха;
- Иметь очиститель воздуха, мощность которого соответствует размеру помещения;
- Иметь запас сменных фильтров для очистителя и HVAC-системы;
- Знать, какой максимальный рейтинг MERV допускает ваша HVAC-система;
- Иметь несколько хорошо подходящих респираторов N95;
- Иметь домашний PM2.5-монитор, если вы хотите контролировать качество воздуха внутри дома;
- Иметь достаточный запас регулярно используемых лекарств и еды чтобы уменьшить необходимость покидать дом;
- Заранее определить комнату, в которой при необходимости можно поддерживать наиболее чистый воздух;
- Знать, куда можно временно перейти, если дома невозможно одновременно поддерживать достаточно чистый и прохладный воздух.
Заключение
Дым от лесных пожаров - это не только неприятный запах или временное раздражение дыхательных путей. Мелкие частицы PM2.5 способны проникать глубоко в лёгкие, а наиболее мелкие из них могут попадать в кровоток. Поэтому последствия воздействия могут затрагивать не только дыхательную, но и сердечно-сосудистую и другие системы организма.
При этом невозможно надёжно определить качество воздуха по цвету неба или запаху дыма. Во время сезона пожаров имеет смысл регулярно проверять AQHI, а при необходимости - концентрацию PM2.5 и прогноз движения дыма, особенно если вы планируете длительное пребывание или физическую активность на улице.
Риск зависит не только от того, насколько загрязнён воздух в данный момент, но и от продолжительности воздействия. Несколько часов интенсивной физической нагрузки и короткая спокойная прогулка при одинаковом AQHI создают совершенно разную нагрузку на организм. Несколько дымных дней подряд также имеют значение.
Самая эффективная стратегия - уменьшить количество дыма, которое вы вдыхаете. Во время выраженного задымления стоит ограничить ненужное пребывание на улице, избегать интенсивной физической нагрузки, использовать N95, если выхода на улицу избежать невозможно, и максимально поддерживать чистый воздух внутри дома с помощью подходящей фильтрации.
Особенно внимательно к качеству воздуха следует относиться людям с заболеваниями лёгких и сердца, беременным, пожилым людям и детям. Но при сильном задымлении меры предосторожности имеют смысл для всех.
Подготовиться к дымовому эпизоду гораздо проще заранее: знать, где проверять качество воздуха, иметь подходящий очиститель и запас фильтров, респираторы, необходимые лекарства и план действий на случай, если одновременно станет очень дымно и жарко.