Zdravotníci bijí na poplach: dělejme něco s dopravou

NEBEZPEČNÉ ČÁSTICE SE UDRŽÍ VE VZDUCHU TÝDNY

Prachové částice (particulate matter, PM) představují komplexní heterogenní směs, jejíž složení (rozložení částic dle velikosti, chemická charakteristika) se mění v čase a je závislé na různých zdrojích emisí, chemických procesech v ovzduší a klimatických podmínkách. Dle WHO (2007) je doporučeno používat koncentrace hmoty PM2,5 (< 2,5 mikrom) jako indikátor rizika pro zdraví. Dostupné důkazy prokazují souvislost mezi PM emitované hlavními zdroji spalování, mobilními i stacionárními, a širokým spektrem ovlivnění zdravotního stavu. Včetně zvýšené nemocnosti a úmrtnosti na kardiovaskulární a respirační onemocnění, i atopickou reakci na alergeny ve vnějším ovzduší. PM o velikosti 0,1 mikrom až 1 mikrom mohou zůstávat v atmosféře po dny až týdny (WHO 2013). Na tyto nejmenší částice PM2,5 jsou vázány komplexní směsi obsahující karcinogenní polycyklické aromatické uhlovodíky (k-PAU), vznikající v ovzduší nedostatečným spalováním nebo pyrolýzou organického materiálu jako nafta, benzin, zemní plyn, uhlí a dřevo. Prachové částice (PM) v ovzduší pocházejí z průmyslových zdrojů, lokálního vytápění a exhalací z dopravy. PM obsahují směs různých chemických látek a jejich negativní efekt na lidské zdraví může být vyvolán jak přítomností PAU, tak chemických látek indukujících oxidační poškození DNA, lipidů a proteinů.

CITLIVÍ JSOU I SENIOŘI

Dlouhodobá expozice PM2,5 a dlouhodobá expozice ovzduší z dopravy je spojována se zvýšenou kardiovaskulární nemocností a úmrtností. Dále se předpokládá, že dlouhodobá expozice PM2,5 může iniciovat vznik a rozvoj atherosklerózy, která má silnou zánětlivou složku. Právě u prachových částic z dopravy byl prokázán specifický vliv - významně zvyšují zánětlivé procesy. Zvláště citlivé na expozici PM2,5 jsou skupiny s počínajícími plicními nebo kardiovaskulárními chorobami, zvýšeně citliví jsou senioři a děti. Expozice PM ovlivňuje vývoj plic u dětí, včetně snížení plicních funkcí a snížení růstu plic (WHO 2013). Nový poznatek z USA (Ritz 2013) je o vlivu velmi jemných prachových částic na centrální nervový systém, kdy zvyšují výskyt autismu, demence, Parkinsonovy nemoci, mozkových příhod a Alzheimerovy choroby.

Schopnost jemných prachových částic vyvolávat oxidační stres v plicích představuje jednu z hypotéz o vlivu znečištěného ovzduší na zdraví. Výsledky studií in vitro prokazují, že částice s vyšším oxidačním potenciálem více snižují hladinu antioxidantů. Jemné prachové částice z dopravy mají vysokou oxidační aktivitu. Některé studie prokazují důležitou roli přechodných kovů a oxidovaných organických látek. Primární částice z dopravy, zejména ze spalování v dieselových motorech, mohou představovat větší riziko (vyjádřeno v mikrog/m3) než sekundární částice. Důsledkem zvýšení oxidačního stresu je urychlení procesu stárnutí a zvýšení výskytu kardiovaskulárních onemocnění.

HROZÍ POŠKOZENÍ GENŮ

Výsledky výzkumu prokazují, že pro hodnocení vlivu znečištění ovzduší na lidské zdraví představují největší riziko jemné prachové částice (PM2,5, zejména PM1) a na ně vázané karcinogenní polycyklické aromatické uhlovodíky (k-PAU, benzo[a]pyren - B[a]P); zdrojem znečištění je doprava, lokální topeniště a těžký průmysl. Důsledkem je zvýšená nemocnost dýchacích cest dětí, zvýšený výskyt kardiovaskulárních onemocnění i ovlivnění úmrtnosti, ale ani zde není identifikována spoluúčast sociálních faktorů a související způsob života. Lze předpokládat i nepříznivé ovlivnění vývoje reprodukce. Vzhledem k dlouhodobé zátěži populace je nutné uvažovat i mezigenerační přenos poškození genetického materiálu, a tím i další ovlivnění vývoje dětí.

CHUDÁCI DĚTI

V molekulárně-epidemiologických studiích je prokázáno, že koncentrace vyšší než 1 ng B[a]P/m3 v ovzduší již při krátkodobé expozici několika dnů až týdnů poškozují genetický materiál (DNA) - zvyšují genomovou frekvenci translokací, mikrojadérek v periferních lymfocytech a fragmentaci DNA ve spermiích. Poškození DNA může být reparováno, pokud nikoliv, může být změněná genetická informace počátkem onemocnění, které se projeví až za delší období (dekády). K poškození DNA je zvýšeně vnímavý vyvíjející se dětský organismus, zejména v průběhu nitroděložního vývoje a později i v předškolním věku.

Rizika expozice PAU byly shrnuty v materiálu WHO (2011). Všechny zmiňované údaje prokazují, že expozice k-PAU představuje výrazné riziko pro lidské zdraví. Protože k-PAU ovlivňují genetický materiál (riziko mutací), jedná se o dlouhodobé působení a poškození organismu, které se může projevovat v průběhu celého života a může být převáděno do následující generace.

k-PAU ve znečištěném ovzduší, při koncentraci vyšší než 2,8 ng B[a]P/m3 v průběhu prvního měsíce těhotenství zvyšují výskyt dětí s nitroděložní růstovou retardaci (IUGR) a nízkou porodní hmotností (< 2500 g). Důsledkem této funkční nezralosti je v dospělosti zvýšený výskyt kardiovaskulárních onemocnění, diabetu, dysfunkce ledvin a obesity. A zvýšený výskyt IUGR je pozorován i u jejich dětí (tj. v následující generaci).

DÝCHACÍ POTÍŽE U BATOLAT

Prenatální expozice k-PAU zvyšuje dýchací potíže u dětí ve věku 12-24 měsíců, zejména symptomy astmatu, již při koncentraci 3,53+-2,81 ng/m3. Perinatální expozice PAU v Krakově zvyšovala respirační symptomy, jako jsou kašel, sípání a infekce ucha. Předpokládá se, že imunotoxická aktivita PAU poškodí imunitní funkce fetu, následkem může být zvýšená vnímavost novorozenců a dětí předškolního věku k respiračním infekcím. Uvedené studie naznačují, že riziko expozice PAU, které se projeví zhoršením dýchacích potíží, začíná již ve velmi ranném věku. Nízká porodní hmotnost spojená se snížením dýchacích funkcí může zvyšovat riziko zánětlivých dýchacích symptomů nebo hyperreaktivity dýchacích cest.

Chronická expozice znečištěnému ovzduší je dlouhodobě sledována v USA, v tzv. Harvardské studii 6 měst (Watertown, Massachusetts, Kingston - Harriman, Tennessee, St. Louis, Missouri, Steubenville, Ohio, Portage, Wyocena a Perdeeville, Wisconsin, a Topeka, Kansas). Nová studie analyzovala vliv chronické expozice PM2,5 a úmrtnosti za období 1974-2009. Průměrná koncentrace PM2,5 byla v těchto 6 městech od r. 2001 nižší než 18 mikrog/m3. Každé zvýšení PM2,5 o 10 mikrog/m3 bylo asociováno se zvýšením celkové úmrtnosti o 14 % (ve srovnání s předchozím rokem, 95 % CI:7,22), zvýšením kardiovaskulární úmrtnosti o 26 % (95 % CI:14,40) a zvýšením úmrtnosti na karcinom plic o 37 % (95 % CI:7,75) (při průměru PM2,5 za poslední 3 roky). V rozmezí koncentrací PM2,5 pod současný roční standard USA 15 mikrog/m3 až 8 mikrog/m3, je vztah mezi chronickou expozicí PM2,5 a celkovou, kardiovaskulární a na karcinom plic úmrtností lineární bez možnosti určit prahovou dávku. Výsledky byly interpretovány, že další politika úsilí snížit jemné prachové částice ve znečištěném ovzduší bude znamenat zlepšení zdravotního stavu populace.

Proto US EPA navrhla snížit roční standard PM2,5 v USA na 12-13 mikrog/m3 [US EPA 2012]. Snížení standardu PM2,5 na 13 mikrog/m3 (roční) a 35 mikrog/m3 (24 h) by představovalo roční zlepšení zdravotního stavu v rozmezí 88-220 milionů USD, za cenu 2,9 milionu USD.

ANI KANADA NENÍ UŠETŘENA

Kvalita ovzduší v Kanadě je obecně považována za dobrou, riziko představuje znečištění ovzduší z dopravy, je odhadováno, že ročně předčasně umírá vlivem znečištěného ovzduší 21 000 osob. Expozice znečištěnému ovzduší z dopravy je spojováno se zhoršením průběhu asthma bronchiale a zvýšením výskytu kardiovaskulárních onemocnění. Ke snížení zátěže z dopravy je doporučováno zpřísnění standardů emisí, opatření ke snížení dopravní kongesce, omezení kamionové dopravy v oblastech se zvýšenou hustotou obyvatelstva, výstavba nových budov pro vnímavou populaci (školy, domovy pro seniory) minimálně 150 metrů od rušných silnic. Nové poznatky o vlivu dopravy na zdravotní stav populace mají být využity i při územním plánování.

PŘÍKLAD Z PRAHA 4 - SPOŘILOV

Při srovnání znečištění ovzduší v Praze v letech 2010-2013 (stanice ČHMÚ Praha 4-Libuš) dochází ke snížení koncentrací PM2,5, ale ke zvýšením koncentrací B[a]P z 0,9 +- 1,2 na 1,2 +- 0,5 mikrog/m3.

Příkladem lokality zatížené dopravou je oblast Prahy 4 - Spořilova, kde dochází ke kongesci vlivem tranzitní kamionové dopravy. Emise z kamionů jsou hlavním zdrojem jemných prachových částic, nárůst intenzity dopravy zvyšuje emise a zvyšuje míru výskytu kongesce, emise jsou vyšší než odpovídá modelům, na jejich úroveň má vliv technický stav, kvalita jízdy a provozní podmínky.

Ústav experimentální medicíny (ÚEM) AV ČR provedl monitoring znečišťujících látek v ovzduší v oblasti Prahy 4 - Spořilova. První měření bylo iniciováno Prof. Sykovou,

ředitelkou ÚEM AV ČR a senátorkou, na základě občanského podnětu. Ten upozorňoval, že ovzduší na Spořilově je významně znečištěno dopravou a může proto významně ovlivňovat zdravotní stav obyvatel Spořilova. Další dvě měření byla objednána MČ Praha 4. Cílem prováděných studií bylo posoudit, jaké jsou skutečné koncentrace PM2.5 a B[a]P ve vybraných bytech a jejich zevním prostředí. Jednalo se o unikátní způsob analýzy, který podobným způsobem nebyl dosud v ČR proveden.

Měření probíhalo 7 dní v průběhu celého týdne v každé lokalitě šesti personálními monitory současně (3 monitory vždy mimo byt, např. na balkoně, či za oknem; 3 monitory současně v bytě po dobu 24 hodin). Pro každý den a každou lokalitu byla stanovena koncentrace PM2,5 a k-PAU (prezentován B[a]P) za 24 h.

Získané výsledky prokazují, že ve všech 3 lokalitách byly překročeny standardy koncentrací PM2,5 (obrázky 1 a 2) i B[a]P (obrázky 3 a 4) ve venkovním ovzduší i v jednotlivých bytech. Měřené koncentrace byly ovlivněny klimatickými podmínkami (např. teplotou, srážkami i směrem a rychlostí větru). Výsledky koncentrací PM2,5 ukazují překročení standardu 25 mikrog/m3 ve venkovním ovzduší i v bytech. Tento cílový imisní limit je však stanoven pro průměrnou koncentraci za celý kalendářní rok podle nařízení vlády č. 597/2006 Sb., o sledování a vyhodnocování kvality ovzduší. Tento limit pro roční průměrnou koncentraci nebyl na nejbliží meteorologické stanici Praha 4-Libuš v roce 2012 překročen. Zjišťované koncentrace však dle WHO prokazatelně poškozují lidské zdraví (koncentrace vyšší než 10 mikrog/m3), urychlují proces stárnutí, zvyšují výskyt kardiovaskulárních onemocnění a diabetu.

Koncentrace benzo[a]pyrenu překročily ve venkovním ovzduší standard 1 ng/m3 v několika dnech i v bytech. Protože expozice koncentracím B[a]P > 1 ng/m3 prokazatelně poškozují genetický materiál (WHO), představují zjištěné hodnoty závažné riziko pro lidské zdraví i při krádkodobé expozici. Cílový imisní limit pro ochranu lidského zdraví je stanoven opět jako průměrná roční koncentrace, která nemá překročit koncentraci 1 ng/m3. Na nejbližší meteorologické stanici Praha 4-Libuš byla v roce 2013 naměřena hodnota 1,2 ng/m3. Expozice koncentracím benzo[a]pyrenu> 1 ng/m3 však prokazatelně

poškozuje genetický materiál podle WHO, proto zjištěné hodnoty představují závažné riziko pro lidské zdraví. Benzo[a]pyren je IARC zařazen do kategorie prokázaných lidských karcinogenů. Naměřené hodnoty i ve vnitřním prostředí tedy nejsou uspokojivé. Zjišťované koncentrace nepříznivě ovlivňují výsledky těhotenství, kvalitu spermií, onemocnění dýchacích cest u dětí, výskyt kardiovaskulárních onemocnění a diabetu 2. typu u dospělých.

Lze říci, že populace Spořilova je významně znečištěným ovzduším z dopravy zatěžována. Jaké je možné řešení?

ŘEŠENÍM PRO PRAHU JSOU PLYNOVÉ AUTOBUSY

Kromě kamionů představuje zátěž na sídlišti autobusová doprava s emisemi z dieselových motorů, které produkují velmi jemné prachové částice PM1 < 1 mikrom, na něž jsou vázány k-PAU a indukují oxidační stress. Řešením pro Magistrát hl.m. Prahy by měly být pro městskou dopravu autobusy na stlačený zemní plyn (CNG) nebo instalace filtrů, podobně jako se již podařilo začít s výměnou zastaralé technologie v Brně a Ostravě.

Studiem výskytu PM1 vlivem dopravy se dlouhodobě zabývá Doc. Michal Vojtíšek z ČVUT, který doporučuje: n systematické provádění technických kontrol vybraných nákladních vozidel směřujících k ulici Spořilovská, tj. na D1 směr Praha, případně též na pražském okruhu, za účelem nedovolení vjezdu do Prahy vozidlům s nadměrnými emisemi (snížení výfukových emisí), přetíženým vozidlům (omezení nadměrných emisí z obložení brzd), a vozidlům se závadami brzdového systému (snížení emisí z brzd, snížení rizika vzniku kongesce vyvolané přímo či nepřímo špatnou funkcí brzd); lze očekávat, že náklady na toto opatření budou pokryty mimo jiné vybranými pokutami; n navýšení mýtného alespoň při průjezdu Prahou, a to alespoň v dopravních špičkách, o tzv. ekologickou složku, za účelem snížení počtu projíždějících nákladních vozidel; lze očekávat, že náklady na toto opatření budou pokryty mimo jiné vybraným mýtným; n zvýšení účinnosti pravidelných technických kontrol vozidel registrovaných v ČR, za účelem snížení počtu vozidel s nadměrnými emisemi, která projdou technickou kontrolou; lze očekávat, že náklady se navrátí ve formě nižší nemocnosti obyvatel; n důsledné uplatňování zásad udržitelného územního rozvoje při povolování realizace záměrů, které by měly za následek zvýšení intenzity osobní a/nebo nákladní silniční dopravy v oblasti Spořilova, včetně skladištních oblastí v přilehlých lokalitách obsluhovaných vozidly projíždějícími přes Spořilov, a včetně nových rezidenčních „satelitních“ oblastí v okrajových oblastech a okolí Prahy, které by byly obsluhované automobilovou dopravou; n systematické řešení silniční nákladní dopravy v ČR, zejména tranzitní, a to zejména snížením její intenzity ekonomickými nástroji (plošné zvýšení mýtného o ekologickou složku), a tam, kde je to možné, nabídkou alternativního transportu po železnici.

Současná situace je nepříznivě ovlivňována také zastaralým vozovým parkem v ČR. Na základě Národního akčního plánu čisté mobility, připraveného MPO a vládou schválené Aktualizace státní energetické koncepce lze očekávat v příštích letech podporu rozšíření CNG a tím i zlepšení kvality ovzduší z dopravní zátěže především ve velkých městech. Nejnepříznivější situace je v Praze, kde ATEM (2015) odhadl externí náklady na poškození zdravotního stavu emisemi PM z dopravy na cca 2 100 milionů Kč/rok.

ZÁVĚR

Nejvýznamnější riziko představuje frakce < 1 mikrom PM (PM1), na kterou je vázána podstatná část k-PAU. Koncentrace B[a]P > 1 ng/m3/rok (standard EU) jsou dlouhodobě překračovány u 55 % populace ČR. Proto lze zátěž populace B[a]P považovat za nejvýznamnější riziko znečištěným ovzduším v ČR. Novým poznatkem jsou výsledky, které prokazují vliv B[a]P na deregulaci genů u novorozenců (specificky genů ovlivňujících imunitu). Prokázaným důsledkem současného znečištění ovzduší je zvýšená nemocnost dětí předškolního věku, asthma bronchiale u dětí a kardiovaskulární nemocnosti a úmrtnosti.

Nepříjemnou skutečností je, že zvýšené koncentrace B[a]P budou nepříznivě ovlivňovat nejen současné ale i příští generace.

***

O AUTOROVI

MUDr. RADIM ŠRÁM, Dr. Sc. je vedoucím odd. genetické ekotoxikologie Ústavu experimentální mediciny AV ČR v Praze. Studuje vliv znečištěného ovzduší na zdravotní stav populace s použitím metod molekulární epidemiologie. V letech 1991-1999 organizoval Program Teplice, zejména studoval vliv na výsledky těhotenství, 2008-2012 vliv zvýšených koncentrací PAU na genetické poškození na Ostravsku. Je předsedou Komise pro životní prostředí AV ČR.

Kontakt: sram@biomed.cas.cz