Математические модели, применяемые ведущими мировыми организациями для оценки воздействия загрязненного воздуха на здоровье людей, содержат фундаментальную ошибку, что приводит к значительной недооценке угроз. К такому выводу пришел Александр Ишматов, специалист Института инженерной и экологической безопасности Тольяттинского государственного университета. Его исследование показало, что используемые Всемирной организацией здравоохранения, национальными агентствами по охране окружающей среды и другими регуляторами методы расчетов основаны на устаревших допущениях, которые не учитывают реальные климатические условия.
Проблема кроется в базовых принципах аэрозольной дозиметрии — науки, изучающей распределение и воздействие вдыхаемых частиц на организм. Все современные модели предполагают, что при вдохе воздух мгновенно нагревается до температуры тела и достигает почти полной влажности. Однако это справедливо лишь для узкого диапазона условий — температуры около 22°C и влажности 60%. В реальности же, особенно в холодном или влажном климате, этот процесс происходит иначе, что приводит к колоссальным погрешностям в расчетах.
Ученый считает, что базовые принципы современной аэрозольной дозиметрии ошибочны из-за математического упрощения, сделанного десятилетия назад из-за ограничений вычислительных мощностей. Все расчеты ведутся для условных «нормальных» условий, а для остальных случаев предполагается, что нос мгновенно кондиционирует воздух до 37°C и 99,5% влажности — но это в корне неверно.
Ключевым открытием исследования стало явление спонтанной конденсации, возникающей при вдыхании холодного или влажного воздуха. В таких условиях водяной пар перенасыщается, и на поверхности микрочастиц начинается резкая конденсация. В результате даже самые мелкие частицы, такие как PM0.1-PM1, которые обычно считаются менее опасными из-за их способности выдыхаться обратно, увеличиваются в размерах в десятки раз прямо в дыхательных путях.
Подобные частицы уже не выводятся из легких, а оседают в них, провоцируя воспаление, повреждение тканей и другие тяжелые последствия. Холодный воздух превращает легкие в ловушку для токсинов и вирусов, что полностью меняет существующие представления о рисках загрязнения.
Особую опасность это представляет для жителей холодных регионов, где из-за климатических особенностей даже при одинаковом уровне загрязнения воздуха последствия для здоровья могут быть значительно серьезнее, чем в теплых странах. Исследование показало, что текущие модели могут недооценивать реальные риски для 80% населения Земли, проживающего в условиях, отличных от условно «нормальных».
Ранее в России представили инновационные биосенсоры, способные измерить чистоту арктической воды.