5. MONITORING PYŁKU ROŚLIN I ZARODNIKÓW GRZYBÓW W POWIETRZU W KRAKOWIE

Transkrypt

1 62 5. MONITORING PYŁKU ROŚLIN I ZARODNIKÓW GRZYBÓW W POWIETRZU W KRAKOWIE Aerobiologia to nauka o biernym transporcie cząstek biologicznych w powietrzu i ich wpływie na środowisko oraz zdrowie ludzi i zwierząt. Stały monitoring pyłku roślin i zarodników grzybów w powietrzu jest prowadzony w ramach obserwacji aerobiologicznych, a ściśle aeropalinologicznych. Obserwacje prowadzone w licznych ośrodkach monitoringu na całym świecie są wykorzystywane w takich dziedzinach, jak: medycyna (alergologia), klimatologia, meteorologia, kryminalistyka, rolnictwo, ochrona zabytków, pszczelarstwo. Pyłek roślin jest postrzegany nie tylko jako komórka rozrodcza, ale także jako czynnik chorobotwórczy (alergen), indykator zmian klimatycznych, fenologicznych, wskaźnik prognozowania upraw. Prowadzenie stałego monitoringu aerobiologicznego, czyli systematycznej oceny stężenia ziaren pyłku i zarodników grzybów w powietrzu ma istotne znaczenie w diagnostyce alergii sezonowej, ocenie jej leczenia a także w prewencji zdrowotnej. Ma on na celu określenie profilu roślin alergizujących występujących w danym rejonie oraz ocenę stężenia pyłku w powietrzu, okresów trwania sezonów pyłkowych w danym roku i w kolejnych latach. Wieloletnie obserwacje pozwalają także dokładniej określić wpływ czynników meteorologicznych, geomorfologicznych, zanieczyszczenia środowiska na przebieg sezonów pyłkowych. Dane epidemiologiczne ostatnich lat wskazują, że 20-30% populacji na świecie cierpi na schorzenia alergiczne wśród nich 40% stanowią schorzenia skóry, 40% schorzenia górnych dróg oddechowych, a 10% schorzenia dolnych dróg oddechowych. Do substancji uczulających należą alergeny naturalne, takie jak pyłek roślin, roztocze kurzu domowego, pleśnie, naskórki zwierząt, pokarmy (np. mleko, jaja kurze, ryby, orzechy) oraz alergeny środowiska skażonego. Wiele danych wskazuje także, że narażenie populacji na alergeny środowiska naturalnego nie uległo istotnej zmianie. Natomiast uważa się, że skażenie środowiska, w którym żyjemy ma istotny wpływ na narastanie częstości występowania chorób alergicznych. Spaliny samochodowe, tlenki azotu, związki organiczne wydają się być tymi składnikami, które ułatwiają rozwój alergii w populacji. Zanieczyszczenia środowiska mogą drażnić, zwiększać alergogenność naturalnych alergenów po interakcji z nimi, mogą wywoływać niespecyficzną nadreaktywność tkanki, czy narządu, wreszcie mogą same być alergenami. Ziarna pyłku roślin i zarodniki grzybów występujące w powietrzu są przyczyną sezonowej alergii wziewnej, która najczęściej ma charakter alergii pyłkowej. Objawia się nieżytem nosa i występuje u ponad 20% populacji Europy, w tym także Polski. Objawy choroby są zależne od obecności uczulających substancji w powietrzu a ich nasilenie koreluje ze stężeniem alergenów. Szczególnie łatwo alergizują substancje białkowe zawarte w ziarnach roślin wiatropylnych wytwarzające duże ilości pyłku zawierających alergeny. Mogą uczulać także substancje zawarte w zarodnikach grzybów, zwłaszcza Cladosporium i Alternaria, których stężenie w powietrzu wzrasta podczas głównego pyłkowego. W warunkach naszego kraju alergia pyłkowa najczęściej występuje w okresie nasilonego pylenia traw, zwykle od II połowy maja do końca lipca. Coraz częściej uczulają ziarna pyłku drzew, zwłaszcza brzozy i roślin zielnych, głównie bylicy. Wiele pokarmów o podobnej budowie zawartych alergenów dodatkowo nasila objawy alergii. By wyjść naprzeciw problemom alergii należy pamiętać, że w leczeniu konieczne jest zawsze jak najszybsze ustalenie przyczyn choroby, świadome unikanie kontaktu z alergenem i leczenie objawowe. Bardzo istotne są także działania prewencyjne, które mogą być prowadzone przez samego chorego. Więcej praktycznych informacji profilaktycznych dla chorych można uzyskać na stronach: i Stały, całoroczny monitoring pyłkowy w Krakowie jest prowadzony od roku 1982, początkowo metodą grawimetryczną (opadową), a od roku 1989 metodą wolumetryczną (objętościową) przy użyciu aparatów typu Hirsta. Aparat stacjonarny jest umieszczony na dachu budynku Collegium Śniadeckiego, na wysokości około 20 m n.p.g. Analiza materiału odbywa się za pomoca standardowych metod zalecanych przez IAA (Międzynarodową Organizację Aerobiologii). Identyfikowane są ziarna pyłku około 50 taksonów roślin (rodzajów i rodzin) oraz 2 typy zarodników grzybów (Alternaria i Cladosporium). ziaren pyłku i zarodników grzybów jest przedstawiane w przeliczeniu na 1 m 3 powietrza na 24 godziny. Istnieje także możliwość oceny stężenia cząstek w danej godzinie. Średnia ocena stężenia ziaren dotyczy zasięgu do 150 km. Stacja pomiarowa w Krakowie jest najstarszą tego typu placówką w kraju, należy do Polskiej Sekcji Aerobiologicznej. Dane aeropalinologiczne są umieszczane w Europejskiej Bazie Pyłkowej w Wiedniu (EPI), stacja współpracuje z referencyjnymi ośrodkami monitoringu w Europie i Stanach Zjednoczonych. Kraków, jako duża aglomeracja miejska, o wysokim stopniu zanieczyszczenia powietrza i ze wzrastającą liczbą chorych z alergią pyłkową jest właściwym punktem badań zmienności czynników alergizujących, w tym pyłku roślin. Bardzo istotny jest fakt, że stacja pomiarów aerobiologicznych znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie stacji meteorologicznej założonej w 1792 roku, na której prowadzi się szczegółowe pomiary i obserwacje pogody. Celem obecnego raportu jest przedstawienie wyników analiz aerobiologicznych z pylenia w roku 2006 w Krakowie na tle wyników analiz z lat Graficznie przedstawiono przebieg sezonów pyłkowych 13 taksonów roślin i zarodników grzybów Alternaria (rys. 37). Sezony pyłkowe zostały oznaczone metodą 95%, tzn. za pierwszy dzień przyjmuje się ten, w którym stężenie ziarn wynosiło i/lub przekroczyło wartość 2,5% sumy rocznej, a koniec jako dzień, w którym stężenie wynosiło 97,5% sumy rocznej (tabela 48). Do oceny

2 Powietrze 63 szczegółowej wybrano 6 taksonów roślin o działaniu alergizującym i zarodniki Alternaria. Ocenę przeprowadzono w oparciu o standardowe parametry sezonowe: początek pyłkowego, długość, suma pyłku/zarodników. Zastosowano metody statystyki opisowej do szczegółowej analizy danych (Statistica wersja 6)- tabele Dane meteorologiczne wykorzystane przy opracowywaniu raportu uzyskano dzięki współpracy z Zakładem Klimatologii UJ. Kalendarz pyłkowy przedstawia przebieg sezonów pyłkowych poszczególnych taksonów występujących chronologicznie. Jako pierwsze pojawiają się w powietrzu ziarna pyłku drzew tzw. wczesnowiosennych, czyli olszy i leszczyny. Sezony pyłkowe tych drzew zaczęły się w roku 2006 stosunkowo późno, dopiero w III dekadzie marca i trwały krótko (poniżej 20 dni)- tabela 48. Tak późny początek można tłumaczyć warunkami pogodowymi. Styczeń 2006 roku był najchłodniejszym miesiącem od 1991 roku. Średnia miesięczna temperatura wynosiła - 7,0 C. Najcieplejszy były początek miesiąca, ale średnia dobowa temperatura tylko nieznacznie przekraczała 0 C. W lutym średnia temperatura wynosiła -2,2 C. Najchłodniejszy był początek miesiąca z temperaturą maksymalną powietrza do -6,5 C, a minimalną do -15,4 C. Najcieplejsza była druga dekada miesiąca, z temperaturą maksymalną nawet powyżej 10 C. Ponowne ochłodzenie wystąpiło w ostatnich dniach lutego. Marzec 2006 roku należał do chłodniejszych od Średnia miesięczna temperatura wynosiła 1,0 C. Do połowy marca występowały głównie ujemne temperatury powietrza, z minimalną nawet poniżej -10,0 C. Od drugiej połowy miesiąca następował stopniowy wzrost temperatury, maksymalnie do 16,3 C. Zwarta pokrywa śnieżna utrzymywała się do 22 marca, natomiast w płatach do 26 marca (Zakład Klimatologii UJ). Tabela 48. Podstawowe parametry sezonów pyłkowych roślin w roku 2006 Sezon Początek TAKSON pyłkowy Długość maksymalne / data (met. 95%) OLSZA Alnus / LESZCZYNA Corylus / BRZOZA Betula / TRAWY Poaceae / BYLICA Artemisia / AMBROZJA Ambrosia / ALTERNARIA / kolejny dzień od 01.01, liczba dni Kolejno w powietrzu pojawiał się pyłek drzew późnowiosennych, w tym topoli, brzozy, wierzby, dębu i sosny. Pyłek topoli utrzymywał się w powietrzu dość długo, do początku czerwca, a w połowie czerwca można było obserwować tzw. puch kielichowy, czyli unoszone przez wiatr nasiona topoli. Sezony pyłkowe brzozy i sosny są raczej krótkie, trwają 2-3 tygodnie, ale obserwuje się wysokie stężenia dobowe pyłku. Pyłek sosny można zobaczyć w postaci żółtego nalotu na kałużach. Od II dekady maja występował pyłek traw, którego sezon jest długi (72 dni) ze względu na dużą liczbę gatunków pylących w różnych terminach. Od maja w powietrzu występuje pyłek innych roślin zielnych, zwanych popularnie chwastami, jak pokrzywy, babki, szczawiu. Ich sezony pyłkowe charakteryzują się znaczą rozciągłością w czasie i niskimi (babka, szczaw) lub wysokimi wartościami stężeń dobowych (pokrzywa). Jako ostatnie pojawiają się w powietrzu ziarna pyłku bylicy i ambrozji. Zarodniki Alternaria utrzymywały się w powietrzu od połowy kwietnia do końca roku. Kalendarz pylenia obejmuje okres III-X, ale zarodniki w niskich stężeniach występowały do końca grudnia. Stosunkowo wysoka temperatura w okresie XI-XII i brak opadów śniegu spowodowały takie zjawisko. Najwyższe wartości stężeń zarodników występują od połowy lipca do połowy sierpnia. Raport szczegółowy obejmuje analizę statystyczną parametrów sezonów pyłkowych 6 wybranych taksonów roślin i zarodników Alternaria wraz z opisem. Olsza Tabela 49. Charakterystyki sezonów pyłkowych olszy dla Krakowa w latach Długość Początek maksymalne stężenia x 60,3 93,0 33,7 320,4 76,9 1528,0 S 21,9 9,5 15,6 343,3 12,2 1127,8 ME 72,0 94,0 28,0 110,0 78,0 916,0 40,0; 84,2; 19,3; 2,9; 65,6; 485,0; 80,6 101,8 48,1 637,9 88,1 2571,0 Sezony pyłkowe olszy charakteryzowała duża zmienność - sum rocznych pyłku i wartości stężenia maksymal-

3 64 nego w poszczególnych latach, natomiast niska zmienność - końca i daty stężenia. Początek w roku 2006 wyraźnie wykraczał poza 95% przedział ufności, sezon zaczął się bardzo późno, bo w III dekadzie marca (27.03). Jednocześnie sezon trwał najkrócej w stosunku do lat poprzednich, przy stosunkowo obfitej sumie rocznej pyłku. Zanotowano wysoką maksymalną wartość stężenia dobowego w okresie najpóźniejszym wśród badanych lat (31.03). Leszczyna Tabela 50. Charakterystyki sezonów pyłkowych leszczyny dla Krakowa Długość Początek maksymalne stężenia x 56,3 90,9 35,6 53,6 68,3 431,9 S 21,0 9,5 12,8 31,3 21,6 130,4 ME 49,0 89,0 36,0 48,0 78,0 435,0 36,8; 75,7 82,0; 99,7 23,7; 47,4 24,6; 82,5 48,3; 88,3 311,3; 552,4 Największą zmienność w latach wykazują wartości sum rocznych i stężenia, najmniejszą - wartości końca i długości. Wszystkie parametry pyłkowego leszczyny w roku 2006 wykraczały poza przedział ufności, czyli wyraźnie odbiegały od wartości z lat poprzednich. zaczął się najpóźniej (27.03) i pomimo, że najpóźniej się zakończył (09.04), to jego długość była najmniejsza. Wysokie stężenie maksymalne zanotowano dopiero Sezon był krótki, ale intensywny. Brzoza Największe zróżnicowanie pomiędzy sezonami wykazują wartości stężenia i sum rocznych, najmniejsze- wartości początku i końca. W przypadku brzozy, tylko wartości początku i końca wykraczały poza 95% przedział ufności. Sezon rozpoczął się późno, (podobnie w latach 2001 i 2003), a zakończył najpóźniej z badanych lat (17.05). Sezon był dość intensywny, o czym świadczy wysoka wartość sumy rocznej pyłku. Tabela 51. Charakterystyki sezonów pyłkowych brzozy dla Krakowa x 101,3 129,4 29,1 620,7 110,1 101,3 S 7,8 5,8 10,1 515,5 8,5 7,8 ME 102,5 127,5 27,0 495,5 109,0 102,5 95,7; 125,2; 21,9; 251,9; 104,0; 95,7; 106,9 133,6 36,3 989,5 116,2 106,9 Trawy Tabela 52. Charakterystyki sezonów pyłkowych traw dla Krakowa w latach Długość Początek maksymalne stężenia stężenia x 131,3 214,3 83,9 125,9 176,9 2404,6 S 5,6 17,9 19,0 43,2 15,8 652,3 ME 131,0 210,0 86,0 130,0 178,0 2573,0 126,1; 136,5 197,7; 230,9 66,3; 101,5 85,9; 165,8 162,2; 191,5 1801,3; 3007,9 Sezony pyłkowe traw były stosunkowo stabilne, tzn. charakteryzowała je mała zmienność parametrów w kolejnych sezonach. Największe zróżnicowanie dotyczy sum rocznych pyłku, najmniejsze-wartości początku. W

4 Powietrze 65 roku 2006 jedynie wartość stężenia wykraczała poza 95% przedział ufności (była bardzo niska). Sezon zaczął się stosunkowo późno (różnice pomiędzy datami początku wynoszą jedynie do 13 dni) i trwał krótko. Wartość sumy rocznej pyłku byłą zbliżona do wartości średniej z analizowanych lat. Bylica Tabela 53. Charakterystyki sezonów pyłkowych bylicy dla Krakowa stężenia x 203,7 248,0 45,3 68,0 219,3 671,9 S 4,3 8,6 8,9 58,6 4,9 336,6 ME 204,0 251,0 48,0 45,0 219,0 688,0 199,7; 207,7 240,0; 256,0 37,0; 53,6 13,8; 122,2 214,8; 223,8 360,6; 983,1 Sezony pyłkowe bylicy występowały na przełomie lata i jesieni. Trwały stosunkowo krótko i były niezbyt intensywne. Największe zróżnicowanie pomiędzy latami dotyczy wartości stężeń maksymalnych i sum rocznych pyłku. Okres występowania nie wykazywał dużych różnic (początek może różnić się o kilka dni). W roku 2006 sezon zaczął się stosunkowo późno, a wartość maksymalna stężenia wystąpiła najpóźniej (16.08). Ambrozja Ambrozja (Ambrosia) należy do roślin silnie alergizujących. W okolicach Krakowa występują jedynie pojedyncze okazy, a obecny w powietrzu pyłek może pochodzić z tzw. dalekiego transportu. Sezony nie wykazywały dużych różnic parametrów pomiędzy latami. Zaczynały się średnio w II i III dekadzie sierpnia, a kończyły od połowy września do końca października. Największe zróżnicowanie dotyczyło wartości sumy rocznej pyłku. W roku 2006 sezon zaczął się i zakończył najpóźniej z badanego okresu, wystąpiło najwyższe maksymalne stężenie dobowe. Tabela 54. Charakterystyki sezonów pyłkowych ambrozji dla Krakowa x 225,1 266,0 41,9 26,3 243,3 151,1 S 5,9 7,4 5,5 9,7 12,9 61,1 ME 225,0 266,0 41,0 29,0 241,0 141,0 219,7; 259,1; 36,8; 17,3; 231,3; 94,6; 230,6 272,9 46,9 35,2 255,2 207,6 Alternaria Tabela 55. Charakterystyki sezonów występowania zarodników Alternaria w Krakowie stężenia maksymalnnego maksymal- Początek Długość [p/m 3 ] stężenia x 125,9 274,6 149,3 633,4 212, ,9 S 13,8 21,2 27,0 819,9 16,9 5005,0 ME 128,0 277,0 155,0 324,0 214, ,0 113,1; 138,6 255,0; 249,2 124,3; 174,3-124,8; 1391,7 196,8; 228,1 6940,0; 16197,7 Występowało znaczne zróżnicowanie wartości sumy rocznej zarodników Alternaria i wartości stężenia. Sezony zaczynały się średnio pod koniec kwietnia, a kończyły pod koniec września. W roku 2006 sezon

5 66 trwał do końca października, ale po tym oznaczonym terminie występowały jeszcze zarodniki w niskich stężeniach do początku roku Intensywność była w granicach wartości średniej. 6. OD TOKSYCZNYCH EMISJI DO SKUTKÓW ZDROWOTNYCH WPŁYW ZIMOWYCH ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA NA ZDROWIE MIESZKAŃCÓW KRAKOWA Badania naukowe nad wpływem zanieczyszczeń powietrza na zdrowie ludzi mają ponad pięćdziesięcioletnią historię. Ich wyniki nie pozostawiają wątpliwości, że jakość otaczającego powietrza ma znaczący wpływ na wydolność układu oddechowego i układu krążenia, a obserwowane skutki zdrowotne mają zróżnicowane nasilenie, począwszy od podrażnienia oczu i górnych dróg oddechowych, poprzez wywoływanie ataków astmy i zaostrzenie objawów przewlekłych chorób układu oddechowego, aż do przyspieszenia zgonu osób przewlekle chorych. Poszczególne skutki zdrowotne zależą od rodzaju zanieczyszczenia, stężenia substancji w powietrzu, długości ekspozycji, współwystępowania innych zanieczyszczeń w powietrzu oraz indywidualnej wrażliwości osób narażonych. Największe ryzyko pogorszenia stanu zdrowia związane z ekspozycją obserwuje się wśród ludzi biednych, dzieci, osób starszych oraz chorych przewlekle. Przez wiele lat uzasadniony niepokój wzbudzały wysokie stężenia zanieczyszczeń zewnętrznych generowanych przez procesy spalania węgla, którego powszechnie używano do wytwarzania energii na skalę przemysłową oraz do ogrzewania mieszkań. Epizody wysokiego stężenia zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego doprowadziły do uregulowań prawnych wymuszających obniżenie stężeń pyłu i dwutlenku siarki w powietrzu. W większości krajów zachodniej Europy ogrzewanie węglowe zostało zastąpione gazem i elektrycznością. W mniej zamożnych krajach, szczególnie tam gdzie w miastach zachowała się stara zabudowa, indywidualne ogrzewanie mieszkań węglem ciągle jest w użyciu. W Krakowie, według danych Narodowego Spisu Powszechnego 2002, ponad 30 tysięcy mieszkań (12% wszystkich mieszkań zamieszkałych na stałe) ogrzewanych jest piecami węglowymi, co generuje nie tylko zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego, mieszkańcy tych mieszkań narażeni są także na zwiększone stężenie zanieczyszczeń wewnątrz pomieszczeń. Jakość powietrza wewnątrz budynków zasługuje na szczególną uwagę, ponieważ właśnie w pomieszczeniach ludzie spędzają większą część doby, a wyniki badań z ostatnich kilkunastu lat wskazują, że stężenie toksycznych substancji w powietrzu wewnętrznym często przekracza stężenia mierzone na zewnątrz budynków. Chociaż chemiczna kompozycja zanieczyszczeń zewnętrznych i wewnętrznych może być podobna, to zwykle źródła zanieczyszczeń charakteryzowane są oddzielnie, ponieważ determinują je różne czynniki oraz wymagają różnych działań prewencyjnych. Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego wewnątrz budynków występują w każdym pomieszczeniu, w mieszkaniach, w biurach i innych zamkniętych miejscach użyteczności publicznej. Największym źródłem zanieczyszczeń wewnątrz mieszkań są produkty spalania paliw wykorzystywanych do ogrzewania pomieszczeń, podgrzewania wody i przygotowywania posiłków oraz dym tytoniowy. Na jakość powietrza wpływają także rodzaj wentylacji oraz stan techniczny i wyposażenie mieszkania. Szkodliwe substancje są uwalniane z nowoczesnych materiałów budowlanych, mebli, wykładzin podłogowych i materiałów dekoracyjnych. Ważnym źródłem zanieczyszczenia powietrza wewnętrznego są także środki czystości oraz kleje i rozpuszczalniki używane przez majsterkowiczów. Relatywny udział poszczególnych źródeł zależy od wielkości emisji i toksyczności emitowanych substancji. Niektóre zanieczyszczenia uwalniane są do atmosfery w sposób ciągły (na przykład te pochodzące z mebli i wykładzin), inne okresowo, bo zależą od czynności wykonywanych w domu (np. palenie papierosów, gotowanie, sprzątanie). W szczególności, indywidualne ogrzewanie mieszkania węglem spalanym w piecach węglowych, zwiększa w powietrzu wewnętrznym stężenie dwutlenku siarki, tlenku węgla, drobnego pyłu oraz lotnych substancji organicznych. Niektóre badania wskazują, że wewnętrzne stężenie emitowanych zanieczyszczeń przekracza limity bezpieczne dla zdrowia. Codzienne wdychanie produktów spalania węgla zawartych w powietrzu może wywoływać zarówno ostre, jak i przewlekłe objawy chorobowe. Najczęściej są to ostre infekcje układu oddechowego oraz zaostrzenie objawów przewlekłych chorób płuc. Delikatna tkanka płuc łatwo ulega podrażnieniom i uszkodzeniom przez toksyczne związki chemiczne zawarte w powietrzu, co w konsekwencji może spowodować wystąpienie skurczu podrażnionych oskrzeli wiodącego do ataku astmy, nasilenia objawów przewlekłego zapalenia oskrzeli i wystąpienia lub zaostrzenia innych chorób układu oddechowego. Zanieczyszczenia powietrza mogą także prowadzić do przedwczesnego starzenia się płuc, zmniejszenia ich pojemności, a tym samym skrócenia długości życia. Projekt Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego w Krakowie. Badania kwestionariuszowe został wykonany w Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego w latach Ocena skutków zdrowotnych zanieczyszczeń powietrza była częścią zintegrowanego projektu Unii Europejskiej koordynowanego przez Wspólnotowe Centrum Badawcze JRC, Ispra, Włochy, noszącego nazwę From toxic emissions to health effects: An integrated emissions, air quality and health impacts case study in Krakow. Celem projektu unijnego była całościowa ocena problemu zanieczyszczeń powietrza w Krakowie, zaczynając od określenia i inwentaryzacji źródeł emisji, zbadania chemicznej kompozycji zanieczyszczeń, pomiaru stężeń wewnątrz mieszkań oraz zanieczyszczeń zewnętrznych, poprzez ocenę ekspozycji oraz skutków zdrowotnych w populacji mieszkańców Krakowa. Wartością nadrzędną