Τι αναπνέει ένας ποδηλάτης σε δρόμους της Θεσσαλονίκης. Και αυτό το έργο των Δημάρχων επιτελέστηκε
Το 2015 αγόρασα την πρώτη μου μάσκα για το ποδήλατο. Σήμερα άλλαξα τη μάσκα και αγόρασα για τροπικά κλίματα και ενισχυμένη για αθλητές σε πόλη που έχουν τάχυστη και βαθειά αναπνοή(Μάσκα 40, φιλτρο για 80 ώρες 15 ευρω).
Έβλεπα μύριζα, ανέπνεα και κάτι δεν μου πήγαινε καλά. Τι να συμβαίνει με ένα αστικό περιβάλλον σε μια πόλη όσο αφορά τους ποδηλάτες. Αποφάσισα να αγοράσω μία μάσκα κάλυψης με φίλτρο επειδή ήμουν, λόγω καθημερινής επίσκεψης μου σε κάποια μαθήματα, με το ποδήλατο στο δρόμο. Πότε επί της νέας παραλίας πότε επί της ασφάλτου, και μάλιστα επί κεντρικών οδικών αξόνων με προσανατολισμό ανατολικά - δυτικά, με ότι αυτό συνεπάγεται για το τι καυσαέρια και σωματίδια έβαζα μέσα στους πνεύμονες. Δεν είμαι πλέον καπνιστής τσιγάρων. Τελικά το κατάφεραν όλοι μαζί, η Δημαρχιακή αρχή οι αυτοκινητιστές, ο ΟΑΣΘ και ο εμπορικός κόσμος με τα logistic του να κάνουμε αρνητική διαφήμιση για τη χρήση του ποδηλάτου στη πόλη !!!
Πηγαίνοντας στο ΑΠΘ για να ρωτήσω κάτι σχετικά με τη ρύπανση της ατμόσφαιρας στη πόλη, μπλέχτηκα σε μια συζήτηση για τους ποδηλάτες και τους ανύπαρκτους ποδηλατόδρομους της πόλης με μία καθηγήτρια και με ρώτησε αν θέλω να είμαι δοκιμαστής για μια πτυχιακή εργασία που μόλις ξεκίνησε μια φοιτήτρια, σχετικά με τους ποδηλάτες και τι πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες οι ποδηλάτες εισπνέουν κατά τη διάρκεια της ποδηλασίας στη πόλη της Θεσσαλονίκης. Φυσικά και το έκανα. Μετά από 2 συναντήσεις, 
Τα αποτελέσματα και η πτυχιακή παρουσιάστηκαν τον Νοέμβριο 2017 όπου και παραβρέθηκα, μετά από ευγενή πρόσκληση μου από την καθηγήτρια του Τμήματος, κάτι που με χαροποίησε ιδιαίτερα. Στην παρουσίαση συνάντησα και άλλη μια φοιτήτρια που έκανε και αυτή την πτυχιακή της σχετικά με την ρύπανση της ατμοσφαίρας στη πόλη της Θεσσαλονίκης αλλά για άλλη κοινωνική ομάδα. Θα επανέλθουμε αργότερα σε αυτές τις μετρήσεις. Και μέσα από το μέσο αυτό θέλω να ευχαριστήσω τόσο την κ. Τ. Παναγ. υποψήφια πτυχιούχο χημείας, όσο και την διευθύντρια του τμήματος και την επιβλέπουσα καθηγήτρια της πτυχιακής για την υπομονή τους σχετικά με τις ερωτήσεις μου.
Όλα τα παρακάτω δεδομένα και γραφήματα έχουν αντληθεί από την πτυχιακή εργασίας της κυρίας Τ. Παναγ., «ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΕΚΘΕΣΗΣ ΣΕ ΠΟΛΥΚΥΚΛΙΚΟΥΣ ΑΡΩΜΑΤΙΚΟΥΣ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ (ΠΑΥ) ΠΟΔΗΛΑΤΩΝ ΠΟΥ ΚΙΝΟΥΝΤΑΙ ΣΤΟΥΣ ΔΡΟΜΟΥΣ ΤΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ». Δεν έχει τροποποιηθεί απολύτως τίποτα. Έχουν επιλεχτεί τμήματα από την εργασία που είναι από όλους κατανοητά.
Καθημερινές, κοινές πηγές βενζο[a]πυρενίου και άλλων πολυκυκλικών υδρογονανθράκων
Για την διερεύνηση λοιπόν της έκθεσης των ποδηλατών στους Παλυκυκλικούς Αρωματικούς Υδρογονάνθρακες (ΠΑΥ), κυρίως μέσω της αναπνοής καθώς και την εκτίμηση των επιπτώσεων στην υγεία τους, έγινε δειγματοληψία αιωρούμενων σωματιδίων, με προσωπικούς δειγματολήπτες (GilAir Plus Personal Air Sampling Pump), από εθελοντές ποδηλάτες, που κινήθηκαν και κατά μήκος δρόμων αυξημένης κυκλοφορίας, στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. Συλλέχθηκαν αιωρούμενα σωματίδια αεροδυναμικής διαμέτρου <4μm, σε φίλτρα υαλονημάτων διαμέτρου 37mm, στα οποία στη συνέχεια προσδιορίστηκαν ποσοτικά 12 ΠΑΥ:
1.Φαινανθρένιο
Ph
2.Ανθρακένιο
An
3.Φλουορανθένιο
Fla
4.Πυρένιο
Py
5.Χρυσένιο
Chry
6.Βενζο[α]ανθρακένιο
B[a]An
7.Βενζο[b]φλουορανθένιο
B[b]Fl
8.Βενζο[k]φλουορανθένιο
B[k]Fl
9.Βενζο[α]πυρένιο
B[a]Py
10.Ινδενο[1,2,3 cd]πυρένιο I[1,2,3-cd]
I[1,2,3-cd]Py
11.Διβενζο[α,h]ανθρακένιο
dB[a,h]An
12.Bενζο[ghi]περυλένιο
B[ghi]Pe
Αιωρούμενα σωματίδια στην ατμόσφαιρα: Στην ατμόσφαιρα των αστικών περιοχών εκπέμπονται πλήθος οργανικών ρύπων, προσροφημένοι σε αιωρούμενα σωματίδια. Πολλοί από αυτούς έχουν τοξική, καρκινογόνο ή μεταλλαξιογόνο δράση. Σε αυτή την κατηγορία εμπεριέχονται και οι πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάθρακες (ΠΑΥ). Στις αστικές περιοχές υπάρχει ένα πλήθος από στερεά αιωρούμενα σωματίδια. Στερεά αιωρούμενα σωματίδια (Suspended Particulate Matters-SPM) ή αλλιώς αερολύματα (aerosol) θεωρούνται όλα τα σωματίδια στερεά και υγρά, εκτός του νερού, που βρίσκονται σε διασπορά στην ατμόσφαιρας και έχουν αεροδυναμική διάμετρο(d) 0,001- 200 μm. Προς σύγκριση μεγεθών η παρακάτω εικόνα:
Αιωρούμενα σωματίδια και επιπτώσεις στην υγεία: Οι επιπτώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων στην υγεία του ανθρώπου καθορίζονται τόσο από το μέγεθός τους όσο και από την χημική τους σύσταση.
Σωματίδια με d≥10 εισέρχονται στον άνθρωπο μέσω της ρινικής κοιλότητας.
Σωματίδια με d≤ 10 εισέρχονται στο αναπνευστικό σύστημα, και αποτελούν το εισπνεύσιμο κλάσμα των σωματιδίων.
Σωματίδια με d≤ 7 διαπερνούν το ανώτερο τμήμα της αναπνευστικής οδού και ονομάζονται θωρακικά σωματίδια.
Σωματίδια με d≤ 2,5 αποτελούν το αναπνεύσιμο κλάσμα σωματιδίων, που είναι και το πιο σημαντικό από πλευράς επιπτώσεων στην υγεία (Φυτιάνος, Σαμαρά, 2009)[1].
Από την 11.6.2008 (Directive 2008/50/EC of the european parliament and of the council of 21 May 2008 on ambient air quality and cleaner air for Europe) τίθενται τα όρια – στα Κράτη Μέλη - για τα αιωρούμενα σωματίδια (PM) ως ακολούθως:
Για τα PM10 [2] αιωρούμενα σωματίδια: Ο μέσος όρος της κάθε ημέρα πρέπει να είναι ≤50 μg/m3 (η τιμή αυτή να μην υπερβαίνεται περισσότερο από 35 ημέρες το χρόνο), ο ετήσιος μέσος όρος να είναι ≤40 μg/m3
Για τα PM2,5[3] αιωρούμενα σωματίδια: Ο ετήσιος μέσος όρος πρέπει να είναι ≤20 μg/m3.
Πολυκυκλικοί Αρωματικοί Υδρογονάνθρακες (ΠΑΥ): Το μεγαλύτερο ποσοστό των ΠΑΥ στην ατμόσφαιρα βρίσκεται προσροφημένο στα λεπτόκοκκα αιωρούμενα (f
Αντιδράσεις των, προσροφημένων στην σωματιδιακή φάση, ΠΑΥ στην ατμόσφαιρα: Oι ΠΑΥ που είναι προσροφημένοι σε σωματίδια της ατμόσφαιρας υπόκεινται σε διάφορες αντιδράσεις εκ των οποίων οι σημαντικότερες είναι με διάφορα οξειδωτικά (οξείδια του αζώτου με νιτρικό οξύ, οξείδια του θείου, όζον, ρίζες υδροξυλίου κ.α.) που μπορεί να αλλάξουν τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες
Πηγές εκπομπών
Ανθρωπογενείς και φυσικές εκπομπές ΠΑΥ:Οι ΠΑΥ σχηματίζονται κυρίως κατά την ατελή καύση ορυκτών καυσίμων ή ξύλου, και κατά την παραγωγή πετρελαϊκών προϊόντων (Manahan, 1994). Η πλειοψηφία εκπομπής των ΠΑΥ στην ατμόσφαιρα οφείλεται σε ανθρωπογενείς πηγές. Εκτός από τους ΠΑΥ που σχηματίζονται και εκπέμπονται από τα καυσαέρια στην ατμόσφαιρα, παράγονται και ΠΑΥ για εμπορική χρήση, περιλαμβάνοντας το ναφθαλένιο, το φλουορένιο, το ανθρακένιο, το φαινανθρένιο, το φλουορανθένιο και το πυρένιο[4].
Στους ΠΑΥ που παράγονται κατά τη διάρκεια της καύσης του ξύλου, και βρίσκονται στον καπνό, περιλαμβάνονται το ανθρακένιο, το φαινανθρένιο, το διβενζ [α] ανθρακένιο, το διβενζ [α,j] ανθρακένιο, το φλουορανθένιο, το βενζο [ghi] φλουορανθένιο, το βενζο [c] φαινανθρένιο, το βενζο [ghi] περυλένιο, το πυρένιο, το BaP, το ΒβΡ και άλλες ουσίες.(Peters et al., 1981)
Σε ότι αφορά το πυρένιο, είναι γνωστό από τη βιβλιογραφία ότι χαρακτηριστικές πηγές εκπομπής του είναι, κατά κύριο λόγο, τα οχήματα, που λειτουργούν με καύσιμα ντίζελ και βενζίνη, και όχι η κεντρική θέρμανση, που σταματά να λειτουργεί το καλοκαίρι. Η διαφοροποίηση, επομένως, του πυρενίου οφείλεται στην πηγή προέλευσής του, στα οχήματα. Αυτή η μεγάλη συμμετοχή του πυρενίου στο σύνολο των 12 ΠΑΥ υποδεικνύει την μεγάλη συμβολή των οχημάτων στην εκπομπή ΠΑΥ και το καλοκαίρι.
To βενζο[α]πυρένιο παρουσιάζει ιδιαίτερο περιβαλλοντικό ενδιαφέρον, λόγω της μεγάλης τοξικότητάς του και της καρκινογόνου δράσης του. Ο μέσος όρος της συγκέντρωσής του, από το σύνολο των δειγμάτων, βρέθηκε ίσος με 1,297ng/m3. Η συγκέντρωση αυτή ξεπερνά την τιμή στόχο, που θεσπίστηκε από την ευρωπαϊκή ένωση το 2004 και είναι 1ng/m3 (European Directive 2004).
1 mg/m3 = 1000 ng/L; 1 ng/L = 0.001 mg /m3
Όπως διαφαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα η συγκέντρωση του βενζο[α]πυρενίου στην παρούσα έρευνα βρέθηκε περίπου πενταπλάσια το χειμώνα σε σχέση με το καλοκαίρι. Συγκεκριμένα, την χειμερινή περίοδο, η μέση συγκέντρωσή του ήταν 2,173 ng/m3, ενώ την θερινή 0,421 ng/m3. Η συμμετοχή του βενζο[α]πυρενίου στο προφιλ των ΠΑΥ είναι τριπλάσια την χειμερινή περίοδο σε σχέση με τη θερινή. Ως πηγές βενζο[α]πυρενίου στην ατμόσφαιρα, στη βιβλιογραφία αναφέρονται κυρίως, η οικιακή θέρμανση (ιδιαίτερα με καύση ξύλου) και η βιομηχανία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το αποτύπωμα του βενζο[α]πυρενίο στην παρούσα έρευνα δείχνει την αυξημένη εκπομπή του από την οικιακή θέρμανση κατά την χειμερινή περίοδο. Όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα, η συγκέντρωση του βενζο[α]πυρενίου στην παρούσα έρευνα βρέθηκε περίπου πενταπλάσια το χειμώνα σε σχέση με το καλοκαίρι.
Τοξικότητα των ΠΑΥ και επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία: Μέσω της αναπνοής οι ΠΑΥ, εισέρχονται ως προσροφημένες ενώσεις στα αιωρούμενα σωματίδια τα οποία ανάλογα με το μέγεθός τους εισχωρούν στον ανθρώπινο οργανισμό μέσω των αναπνευστικών οδών. Ειδικότερα σωματίδια με αεροδυναμική διάμετρο:
Μετά την είσοδό τους στον οργανισμό οι ΠΑΥ στοχεύουν τους λιπώδεις ιστούς, τα νεφρά και το ήπαρ. Ανεξάρτητα από την οδό χορήγησης, οι ΠΑΥ κατανέμονται γρήγορα και ευρέως στον οργανισμό. Tα επίπεδα BaP(Βενζο[α]πυρένιο ) [5] μπορούν να παρατηρηθούν στα περισσότερα εσωτερικά όργανα, από λεπτά έως ώρες μετά τη χορήγηση. Τα υψηλότερα επίπεδα λαμβάνονται στο ήπαρ. Οι μαστοί και άλλοι λιπώδεις ιστοί είναι σημαντικές αποθήκες για τους ΠΑΥ, αλλά λόγω του γρήγορου μεταβολισμού δεν φαίνεται να σημειώνεται μεγάλη συσσώρευση. Για το πυρένιο, η κατανομή στους ιστούς βρέθηκε υψηλότερη στο περινεφρικό λίπος, ενδιάμεσα στο ήπαρ, στους νεφρούς και στους πνεύμονες, και χαμηλότερα στην καρδιά, τους όρχεις, τον σπλήνα και τον εγκέφαλο. Το BaP μπορεί εύκολα να διασχίσει τον φραγμό του πλακούντα, και να έχει τοξική δράση στην ανάπτυξη του εμβρύου (WHO 2002).
Παράδειγμα διαδρομής ποδηλάτη
Το φαιναθρένιο και το βενζο[ghi]περυλενιο, είναι δείκτες εκπομπών από καύσεις βενζίνης. Το βενζο[b]φλουορανθένιο και το φαιναθρένιο πάλι είναι δείκτες εκπομπών από καύσεις ντίζελ. Το πυρένιο εκπέμπεται κυρίως από μηχανές καύσης ντίζελ και βενζίνης, ενώ οι εκπομπές από τις πηγές θέρμανσης δεν επηρεάζουν σημαντικά την ποσοστιαία συμμετοχή του στο σύνολο των 12 ΠΑΥ. Αυτή η μεγάλη συμμετοχή του πυρενίου στο σύνολο των 12ΠΑΥ υποδεικνύει την μεγάλη συμβολή των οχημάτων στην εκπομπή ΠΑΥ και το καλοκαίρι. Η συμμετοχή του βενζο[α]πυρενίου στο προφίλ των ΠΑΥ είναι τριπλάσια την χειμερινή περίοδο σε σχέση με τη θερινή. Ως πηγές βενζο[α]πυρενίου στην ατμόσφαιρα, στη βιβλιογραφία αναφέρονται κυρίως, η οικιακή θέρμανση (ιδιαίτερα με καύση ξύλου) και η βιομηχανία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το αποτύπωμα του βενζο[α]πυρενίο στην παρούσα έρευνα δείχνει την αυξημένη εκπομπή του από την οικιακή θέρμανση κατά την χειμερινή περίοδο.
Τέλος, σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, οι βιομηχανικές πηγές εκπομπής ΠΑΥ έχουν ως αποτύπωμα το χρυσένιο το φαιναθρένιο, το βενζο[ghi]περυλένιο και το φλουορανθένιο. Το
αποτύπωμα αυτό αιτιολογεί σε κάποιο βαθμό την συμμετοχή των παραπάνω ρύπων στο προφίλ των ΠΑΥ για την ατμόσφαιρα της Θεσσαλονίκης.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί πως ο μέσος ρυθμός αναπνοής του ανθρώπου είναι 20m3/ημέρα, δηλαδή περίπου 0,014 m3/min Συσχετίζοντας, λοιπόν, τις συγκεντρώσεις ΠΑΥ, που ανιχνεύθηκαν στα δείγματα, τα οποία συνέλεξαν στην παρούσα έρευνα οι ποδηλάτες, κινούμενοι σε συγκεκριμένες διαδρομές, και την παράμετρο αυτή, προσδιορίζουμε, για κάθε διαδρομή, το ρυθμό πρόσληψης ΠΑΥ για κάθε ποδηλάτη.
Οι μεγαλύτεροι ρυθμοί πρόσληψης βρέθηκαν για τους ποδηλάτες που συνέλεξαν τα δείγματα 3 και 4(Μπότσαρη- Εγνατια_- Β Όλγας-Τσιμισκή, δεύτερος χάρτης): 0,752ng/min και 0,543 ng/min αντίστοιχα.
Το συμπέρασμα στη πτυχιακή: Στα δείγματα που συλλέχθηκαν, επικρατούσε το φαιναθρένιο, το βένζο[g,h,i,]περυλένιο, το βενζο[b]φλουορανθένιο, χρυσένιο και το πυρένιο. Κύριες πηγές εκπομπής των παραπάνω ΠΑΥ είναι οι μηχανές καύσης ντίζελ και βενζίνης. Οι κύριες πηγές έκθεσης των ποδηλατών σε ΠΑΥ ήταν λοιπόν τα καυσαέρια των οχημάτων. Ωστόσο, τη χειμερινή περίοδο σημαντική ήταν και η συμβολή της κεντρικής θέρμανσης.Τον χειμώνα μεγαλύτερη συγκέντρωση παρουσίασε το φαιναθρένιο και μετά το φλουορανθένιο, ενώ το καλοκαίρι δεύτερη υψηλότερη συγκέντρωση είχε το πυρένιο.
Συγκριτικά με τα δείγματα που συλλέχθηκαν κατά την καλοκαιρινή περίοδο, το δείγμα 7(Εγνατία-Αγ. Δημητρίου μέχρι Λαγκαδά) παρουσίασε τις υψηλότερες συγκεντρώσεις ΠΑΥ.
Όσον αφορά το σύνολο συμμετοχής των έξι καρκινογόνων, πολύ πιθανά και πιθανά καρκινογόνων ΠΑΥ (B[α]P, B[α]A, B[b]F, B[k]F, DBA και InP ), στην καρκινογόνο δράση, αυτή υπολογίστηκε σε 96,5%. Την μεγαλύτερη συμμετοχή στην μεταλλαξιογόνο δραστικότητα βρέθηκε να έχει το Β[α]Py με 43,45%, ενώ ακολουθεί το Β[g,h,i]Pe με 17,21% και το Β[b]Fl με 15,23%.
Η τοξική δράση, στα δείγματα που αναλύθηκαν, οφείλεται κατά κύριο λόγο στο Β[a]Py και μετά το B[ghi]Pe, τόσο τον χειμώνα όσο και το καλοκαίρι. Η δράση τους είναι αρκετά πιο έντονη την χειμερινή περίοδο, σε σύγκριση με την θερινή. Σε ότι αφορά τη μεταλλαξιογόνο δράση, στα δείγματα που μελετήθηκαν, οφείλονταν, αρχικά, στο περιεχόμενο τους σε Β[a]Py, και στη συνέχεια στο περιεχόμενό τους σε B[ghi]Pe.
Ο ρυθμός πρόσληψης ΠΑΥ, για ένα ποδηλάτη, λαμβάνοντας υπόψη το σύνολο των δειγμάτων, ανεξαρτήτως περιόδου δειγματοληψίας, βρέθηκε ίσος με 0,394 ng/min. Γενικά, την χειμερινή περίοδο, ο ρυθμός πρόσληψης ΠΑΥ, για τους ποδηλάτες, βρέθηκε διπλάσιος, σε σύγκριση με το καλοκαίρι.
