מזהמים והשפעות הבריאותיות.

מקצוע: ביולוגיה, כיתה: י"ב, מאת: ברני הדינוזאור, פורסם: 15/05/2008

מזהמי אוויר נפוצים-
מזהמי האוויר מהווים סכנה פוטנציאלית למערכת הנשימה ולגוף כולו.
חלקם מגיעים ממקורות טבעיים אך את רוב זיהום האוויר גורמת פעילות האדם.
החוק האמריקני הגדיר ששה מזהמי אוויר עיקריים: חומר חלקיקי, תחמוצת החנקן,
גופרית דו-חמצנית, פחמן חד-חמצני, אוזון ועופרת.

חומר חלקיקי-
חומר חלקיקי, או ביתר פשטות חלקיקים, הוא החומר המוכר והנראה,
אותו חומר המצטבר על אדן החלון, מגרה את העיניים ואת האף ונמצא באוויר.
ריכוזי החלקיקים נוטים להיות גבוהים במיוחד באזורים תעשייתיים ובאזורים
צפופי תחבורה.
ממה מורכב החומר החלקיקי?
חומר חלקיקי כולל סדרה של חומרים אטמוספריים המבוססים על:
*פחמן, אפר, חול, אבק, פיח ועפר הנישא ברוח.
*מתכות
*חומר מצמחים, כגון אבקנים.

מהם מקורות החלקיקים?
*פליטות מכלי רכב מנועיים, בעיקר אלה המונעים בדיזל
*עשן מארובות ביתיות ותעשייתיות.
*שרפות
*כרייה
*בנייה
*מקורות טבעיים כמו סופות חול
*חלקיקים עדינים מופיעים באטמוספרה גם בצורת אירוסולים


השפעות בריאותיות

ההשפעות הרחבות של חומר חלקיקי על בריאות הציבור באות לידי ביטוי בשיעול וגירוי
של קנה הנשימה ושל העיניים. החומר החלקיקי קיים בגדלים שונים. חלקיקים גדולים
יותר מסוכנים פחות כיוון שהם נתפסים ביתר קלות על ידי האף או הגרון ולאחר מכן
נפלטים החוצה על ידי הנשימה, על ידי שיעול, או נבלעים. חלקיקים קטנים יותר נשאפים
לתוך קנה הנשימה. הקשר בין חומר חלקיקי לבין מחלות נשימה ומוות אובחן לראשונה בשנות ה-50 וה-60
כאשר מסך של זיהום אוויר כיסה את העיר לונדון. רק בשנים האחרונות נאסף מידע
מספק על מנת להוכיח את הקשר בין חלקיקים, אפילו בריכוז נמוך, לבין השפעות
בריאותיות קשות. מחקר שפורסם באנגליה ב-1993 בדק לאורך 17 שנה 8,000 איש בששה אזורים בעלי
ריכוזים שונים של חלקיקים בעלי קוטר של 2.5 מיקרומטר ומטה. חלקיקים בגודל זה
קטנים מספיק על מנת לחדור לקנה הנשימה ולראות. תוצאות המחקר מראות כי
באזורים בעלי ריכוזים גבוהים של חלקיקים הסיכוי למוות מוקדם גבוה פי 26% מאשר
באזורים בעלי ריכוזי חלקיקים נמוכים. מחקרים נוספים הראו קשר בין מחלות לב-ראה
לבין חשיפה לחומר חלקיקי בקוטר של 2.5 מיקרומטר ומטה.
למעשה חלקיקים בקוטר של 2.5 מיקרומטר ומטה הם המסוכנים ביותר לראות שלנו,
חלקיקים אלה יכולים לחדור בקלות לפינות העדינות ביותר בראות, שם מתרחש תהליך
חשוב של חילוף פחמן דו-חמצני בחמצן.
ההשפעה המדאיגה ביותר של חומר חלקיקי היא על קבוצות סיכון. קבוצות אלה כוללות
אנשים הסובלים ממחלות נשימתיות כרוניות מסוימות כגון אסתמה אשר הגירוי הנוצר על
ידי החומר חלקיקי עלול להחמיר את מצבם. ריכוזי החומר החלקיקי באוויר אינם צריכים
להיות גבוהים במיוחד על מנת להגביר תופעות של שיעול, זיהומים, דלקות וקוצר נשימה
אצל אוכלוסיות חלשות.

תחמוצת החנקן- גז חום אדמדם הנראה בערפיח שמעל המטרופולינים והגורם להגבלה בראות.

מקורות תחמוצות החנקן

מקורות שאינם טבעיים - חד תחמוצת החנקן (NO) נפלטת מתחבורה ומתעשייה
כתוצאה מחמצון חנקן אטמוספרי בטמפרטורות הגבוהות הקיימות במנועים ובדודי
שריפה. דו תחמוצת החנקן (NO2) נפלטת בחלקה מהמקורות הנ"ל, וברובה כתוצאה
מחמצון NO בתהליכים שונים, כגון על ידי אוזון בראקציה:
NO+O3 --> NO2+O2

חד תחמוצת החנקן (NO2) ממשיכה ומתחמצנת לתוצרי חמצון גבוהים יותר כגון חומצה
חנקתית (HNO3), אשר, בנוסף לחומצה גופרתית, גורמת לתופעת הגשם החומצי.
מקורות טבעיים

קיימים גם מקורות טבעיים לחנקן דו-חמצני כגון התפרצויות של הרי געש וסופות ברקים,
אך מקורות טבעיים אלה גורמים לפיזור אחיד של ריכוזי חנקן דו-חמצני באטמוספרה ולכן
למעשה משפיעים בצורה זניחה מאד על בריאות האדם.
השפעות בריאותיות

מחקרים בבעלי חיים הבהירו את התהליך שבו פוגעת חנקן דו-חמצני (NO2) בראות.
התהליך כולל התקפה על רקמות הראות ודרכי הנשימה. כמו כן הראו מחקרים אלו
שחשיפה לחנקן דו-חמצני הפחיתה את התנגדות גופם של בעלי החיים לחלות במחלות
בקטריאליות וויראליות. ממצאים אלו התגלו גם במחקרים אפידמיולוגיים בקרב ילדים.

דו תחמוצת החנקן חודרת, בשל מסיסותה הנמוכה יחסית במים, לעומק דרכי הנשימה,
והיא גורמת לסימפטומים שונים של מחלות בדרכי הנשימה ולהקטנת עמידות הגוף בפני
חיידקים. בריכוזים נמוכים גורמת לגירוי בריאות ובעיניים. בחשיפה לריכוזים גבוהים
תחמוצות החנקן משפיעות עלינו בעיקר על ידי החלשת הגנות הגוף נגד מחלות
נשימתיות כגון דלקת ראות.
השפעות בריאותיות בקרב קבוצות סיכון

מחקרים מראים שילדים הם קבוצת האוכלוסייה הרגישה ביותר לחנקן דו-חמצני. ילדים
שנחשפו לרמות גבוהות של חנקן דו-חמצני בתוך הבית נוטים להיות רגישים יותר לחלות
בדרכי הנשימה והראות. ילדים אלה נוטים לחלות יותר בהתקררויות אשר "מתמקמות"
בבית החזה, ברונכיטיס, שיעול מלווה בליחה, ומחלות נשימתיות בכלל.
גם במקרה של חנקן דו-חמצני, חולי אסתמה מהווים קבוצה רגישה במיוחד, גז זה מוריד
את סף הרגישות שלהם לחומרים הגורמים להצרה של דרכי הנשימה (התקפי אסתמה).
תחמוצות חנקן ואוזון - חנקן דו-חמצני ממלא גם תפקיד מרכזי בייצורו של הגז המזהם
אוזון ומזהמים פוטוכימיים אחרים. כמו כן, חשיפה מוקדמת לחנקן דו-חמצני מגבירה את
חומרת התגובות בחשיפה לגז האוזון.
תחמוצות חנקן וחלקיקים - באוויר הפתוח הופך חלק מהמזהם חנקן דו-חמצני
לארוסולים עדינים של חנקן. ארוסולים אלו של חנקן מהווים באזורים מסוימים, כגון לוס
אנג'לס בארה"ב, שליש מכמות החלקיקים העדינים הנשימים באוויר
- גפרית דו חמצנית- גופרית דו-חמצנית היא תרכובת גזית הנוצרת מחמצן וגופרית. מקור
טבעי לגופרית דו-חמצנית הוא התפרצויות של הרי געש, אך המקור העיקרי לגז זה הוא
שריפת דלקים פוסיליים המכילים גופרית כגון: פחם ודלק.

שריפת דלקים אלה יוצרת גם חומרים מוצקים אחרים בצורת חלקיקים ולכן גופרית דו-
חמצנית נמצאת לעתים קרובות בצרוף עם חלקיקים. גופרית דו-חמצנית מהווה גם סמן
מקדים להיווצרותם של חלקיקים חומציים, היכולים לבוא לידי ביטוי כגשם חומצי.
המקורות העיקריים לפליטה של גופרית דו-חמצנית:
*תחנות כוח
*מתקנים להתכת עפרות מתכת
*תהליכי ייצור נייר
*בתי זיקוק
*מגוון תהליכים תעשייתיים אחרים
במהלך העשורים האחרונים של המאה העשרים הוחדר בהדרגה שימוש בסוגי דלק ופחם
דלי גופרית, דלקים נקיים יותר לשריפה, כגון גז טבעי, ויישום טכנולוגיות המצמצמות ומונעות
זיהום אוויר. כל אלה הפחיתו את ריכוזי הגופרית הדו-חמצנית בעולם אך לא פתרו את
הבעיה לחלוטין.


השפעות בריאותיות

עבור רוב האנשים הבריאים, גופרית דו-חמצנית גורמת לגירוי זמני המוביל לאי נוחות
מועטה, אך אם אדם מסוים מתגורר בסמוך למקור לפליטות מתמשכות, הגירוי יכול להפוך
למטרד. ההשפעה העיקרית של גופרית דו-חמצנית על הבריאות היא בקרב קבוצות סיכון להשפעת
מזהמים, כמו אסתמטים. מחקרים רבים מראים תגובה מיידית של התקפת אסתמה או
ברונכיט בחשיפה לריכוזים נמוכים יחסית של גופרית דו-חמצנית. מחקרים בקרב ילדים
מראים שחשיפה לרמות מוגברות של גופרית דו-חמצנית בצירוף עם חלקיקים יכולה לחולל
הפרעות זמניות בתפקודי הראות.
קשה מאד להעריך את ההשפעה של גופרית דו-חמצנית על הבריאות מפני שזו נוטה להופיע
באוויר הפתוח בשילוב עם מזהמים נוספים כגון חלקיקים ואוזון. לעיתים החשיפה לכל מזהם
לחוד כמעט ולא מעוררת תגובות, אשר מופיעות בחשיפה לשילוב של מזהמים.

פחמן חד חמצני-
פחמן חד-חמצני הוא גז חסר צבע וריח, תוצר לוואי לשריפה בלתי מושלמת של דלק פוסילי.
שריפה מושלמת של דלק משמעותה שריפה בנוכחות מספקת של חמצן,
הגורמת לפליטת אדי מים ופחמן דו-חמצני (H2O+CO2), ואילו שריפה בלתי מושלמת
של דלק משמעותה שריפה שלא בנוכחות מספקת של חמצן, שריפה מסוג זה זו גורמת
לפליטת פחמן חד-חמצני (CO).
מהו המקור העיקרי לפחמן חד חמצני באוויר הפתוח? המקור העיקרי לגז זה מחוץ לבית
הוא שריפה לא מושלמת במנועי כלי רכב.


מה השתנה בשנים האחרונות?
בשנים האחרונות חל שיפור בריכוזי הפחמן החד חמצני, זאת כתוצאה מ:

*שיפור הדלקים.
*שיפור מערכת השריפה במנועי כלי הרכב.
*כניסתם לשימוש של ממירים קטליטיים.

למרות כל זאת, עיקר החשיפה לריכוזים גבוהים של פחמן חד-חמצני מתרחשת באזורים
בהם יש ריכוז צפוף של כלי תחבורה הנעים באיטיות, משמע במרכזי ערים סואנות, ולאורך
צירי הגישה לתוכן.


השפעות בריאותיות

*שאיפת פחמן חד-חמצני אינה גורמת נזק משמעותי לריאות עצמן, אלא מקטינה את
יכולת נשיאת החמצן ע"י הדם. הפחמן החד-חמצני מתרכב כימית עם ההמוגלובין,
אותו מרכיב בדם המוביל את החמצן, וכך מונע את העברת החמצן לכל אברי הגוף
כולל המוח והלב.
*חשיפה לריכוזים נמוכים של פחמן חד-חמצני גורמת לסחרחורות, בחילות וכאבי
ראש. ועוד: ירידה ביכולת הריכוז, פגיעה בערנות וביכולות הפיזיות, משמע הקטנת
היכולת לתפקד ולמלא משימות יומיומיות כל זאת היות ורקמות ואברים שונים בגוף
אינם מקבלים אספקת חמצן מספקת.
*חשיפות לריכוזים גבוהים, העשויות להתרחש באזורים סגורים, עלולות לגרום
להרעלה חריפה שתוצאותיה הן אובדן הכרה ואף מוות כתוצאה מחנק:
*פחמן חד-חמצני הנפלט ממכשירים ביתיים כגון תנורים לחימום או בישול, עלול
לגרום להרעלה, כיוון שהגז חסר צבע, חסר ריח וחסר טעם.
*מחוץ לבית האפשרות לחשיפה קטלנית לפחמן חד-חמצני אינה סבירה למעט מקרים
נדירים כגון כבאים הנחשפים לרמות גבוהות של ריכוזי פחמן חד-חמצני בעת כיבוי
שריפה.
*עבור נשים בהריון יכולה חשיפה לריכוזי פחמן חד-חמצני להוות סיכון מיוחד ולגרום
נזק לעובר המתפתח.
*קבוצת אוכלוסייה נוספת הרגישה בצורה מיוחדת לחשיפה לפחמן חד-חמצני היא
קבוצת הקשישים. קשישים נוטים לסבול ממחלות לב כרוניות, אשר עלולות להחמיר
עקב חשיפה למזהם זה.
*חשיפה לפחמן חד-חמצני בקרב קבוצות אוכלוסייה בכל הגילאים הסובלות ממחלות
כרוניות אשר מעכבות אספקת חמצן סדירה בגוף, כגון ברונכיט כרונית או אנמיה על
סוגיה, עלולה להגביר את התופעות של מחלות אלו.
- אוזון- גז רעיל בעל ריח חריף, חסר צבע ומורכב משלושה אטומי חמצן O3.
אוזון "טוב ואוזון "רע"

האוזון גורם לבלבול רב באוכלוסייה, היות ומצד אחד אנו קוראים בעיתונים על דאגה רבה
מפני "החור באוזון" ומצד שני אנו שומעים על האוזון כמזהם אוויר.
האוזון ה"טוב": שכבת האוזון הסטרטוספרית (כ 25 ק"מ מעל פני כדור הארץ) מהווה מגן
טבעי מפני חדירת קרינה אולטרא סגולה (UV) שמקורה בשמש, לשכבות נמוכות יותר של
האטמוספירה ולפני כדור הארץ. ללא נוכחותו ספק אם היו מתפתחים חיים על פני כדור
הארץ במתכונת המוכרת לנו כיום.

האוזון ה"רע": לעומתו, האוזון הנוצר סמוך לפני כדור הארץ מהווה בעיה. אוזון זה נוצר על
ידי פעילות של קרינת השמש על תרכובות כימיות שהן תוצר של תהליכי שריפה, בעיקר
פחמימנים ותחמוצות חנקן הנפלטים מכלי רכב.
השפעות בריאותיות
*האוזון הנו גז שגורם לגירוי ניכר בעיניים ובאף, פוגע בתפקוד תקין של הראות ולכן
גם בבריאות הכוללת.
*האוזון הוא מחמצן חזק מאד ולכן עלול לפגוע בחומרים אורגניים ע"י כך שהוא שורף
את קירות התא. את התוצאות הפיזיולוגיות של פגיעה זו ניתן לחלק לשתי רמות:
ראשית, חשיפה ארוכת טווח גורמת לפגיעה בחלקים העדינים ביותר בדרכי הנשימה
בכלל ובריאות בפרט, נזק הדומה מאד לנזק הנגרם מעישון. הרקמות של קירות דרכי
הנשימה הופכות לנפוחות ומודלקות, לבסוף מתפתחים אזורים מצולקים. כשהמצב
מחמיר יכולת הנשימה קטנה ולכן גם העברת חמצן לכל הגוף. שנית, נפגע התפקיד
ההגנתי של הריאות, ככל הנראה בגלל הפגיעה בתאים האחראים להגן על הגוף
מפני פולשים זרים, כגון בקטריות ואורגניזמים אחרים הגורמים למחלות. מידת
הרגישות לדלקות גוברת.


עופרת-
מתכת כבדה ורעילה, הוגדרה לאחרונה על ידי איגוד הבריאות העולמי כחומר
מסרטן. המקור העיקרי לעופרת עד כה הייתה פליטה מכלי רכב. בעבר העופרת הוכנסה
לדלק על מנת לשפר את מספר האוקטן ולמנוע שחיקה של תושבות שסתומים רכות בכלי
רכב ישנים. פליטת העופרת בדלק ירדה בשנים האחרונות בעשרות אחוזים והיא צפויה
לרדת עוד עם הפסקת השימוש בתוספים על בסיס עופרת בדלק.

מקורות העופרת:
*בנזין שאליו הוספה עופרת.
*פליטה ממפעלי תעשייה העוסקים בעיבוד עופרת או בעיבוד מתכות.
*קרקעות סמוכות לצירי תחבורה אשר בהן שקעו בשנים עברו חלקיקי עופרת
מפליטות כלי רכב.
*בחלק גדול מהמקרים החשיפה לעופרת איננה מן האוויר, אלא משיפוץ ביתי של
רהיטים או קירות, שימוש באדמה מזוהמת בעופרת או חשיפה תעסוקתית במקום
העבודה.


השפעות בריאותיות:
*עוברים (נשים בהריון), תינוקות וילדים הם האוכלוסייה הרגישה ביותר לחשיפה
לעופרת. גם חשיפה לריכוזים נמוכים של עופרת עלולה לגרום לעיכוב במערכת
העצבים של עוברים, תינוקות וילדים אשר יכול להוביל לפגמים מנטליים ופיזיים
בהתפתחות, שאינם בהכרח מורגשים מיד אלא לאורך זמן. מחקרים מראים קשר
ברור בין רמת האינטליגנציה של ילדים (I.Q) לבין ריכוזי עופרת בקרב ילדים אשר
נחשפו לכמויות גבוהות של עופרת.
*רמות גבוהות של עופרת במערכת הדם של נשים בהריון או בתקופת ההנקה מובילה
לפגמים התפתחותיים אצל התינוק. החשיפה לעופרת וחדירתה למערכת הדם לא
חייבת להיות במהלך ההריון אלא יכולה להצטבר במערכת הדם לפני ההריון ולחדור
למערכת הדם של התינוק דרך השלייה או חלב האם.