Integrated methodology for the assessment of public health risk from polycyclic aromatic hydrocarbons in atmospheric particulate matter
Authors: Νικολάκη Σπυριδούλα 
Published: August 2021

Σκοπός της διδακτορικής διατριβής ήταν η εφαρμογή μιας ολοκληρωμένης μεθοδολογίας για την αποτίμηση των κινδύνων στη δημόσια υγεία, από την παρουσία Πολυκυκλικών Αρωματικών Υδρογονανθράκων (ΠΑΥ) σε αερολύματα. Ως περιοχή μελέτης επιλέχθηκε η πόλη της Θεσσαλονίκης καθώς αντιμετωπίζει προβλήματα αέριας ρύπανσης, λόγω της αυξημένης χρήσης βιομάζας ως μέσο θέρμανσης, ως συνέπεια της οικονομικής κρίσης. Μετρήσεις αιωρούμενων σωματιδίων έγιναν για δύο συνεχόμενα έτη, σε τρεις σταθμούς δειγματοληψίας. Η πρώτη εκστρατεία δειγματοληψίας έλαβε χώρα κατά τη χειμερινή περίοδο του έτους 2013 και περιελέμβανε μετρήσεις κλασμάτων αιωρούμενων σωματιδίων PM10, PM2.5 και PM1, ανά 24ωρο, σε ένα σταθμό αστικού υποβάθρου (Σταθμός Α) και ένα σταθμό κίνησης (Σταθμός Β). Η δεύτερη καμπάνα δειγματοληψίας έλαβε χώρα τη χειμερινή περίοδο 2013-2014 και περιελάμβανε μετρήσεις αιωρούμενων σωματιδίων κλασμάτων PM10 και PM2.5 σε δύο σταθμούς αστικού υποβάθρου στη δυτική και ανατολική περιοχή της πόλης (Σταθμοί Α, C) και έναν κίνησης (Σταθμός Β). Η δειγματοληψία στους σταθμούς αστικού υποβάθρου έγινε σε τρία χρονικά διαστήματα μέσα στην ημέρα, ανά 8ωρο, ενώ στο σταθμό κίνησης ανά 8ωρο και 16ωρο. Οι πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάθρακες και η λεβογλυκοζάνη (δείκτης για καύση βιομάζας) αναλύθηκαν με χρήση της τεχνικής της αέριας χρωματογραφίας – φασματομετρίας μάζας. Οι πηγές των ΠΑΥ προσδιορίστηκαν σε όλους τους σταθμούς με χρήση διαφόρων μεθόδων που περιελάμβαναν: τη δυαδική αναλογία, την ανάλυση κύριων συνιστωσών, την ιεραρχική ανάλυση κατά συστάδες και το συνδυασμό της πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμισης με την ανάλυση κύριων συνιστωσών. Ο υπολογισμός του κινδύνου για καρκίνο του πνεύμονα από την έκθεση στους πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες έγινε με χρήση λεπτομερούς μεθοδολογίας έκθεσης και κινδύνου. Η μεθοδολογία αυτή περιελάμβανε τη μοντελοποίηση της εναπόθεσης των αιωρούμενων σωματιδίων στο ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα, με σκοπό τον υπολογισμό της εσωτερικής δόσης της τοξικά ισοδύναμης συγκέντρωσης (Toxicity Equivalency, TEQ) στον πνεύμονα. Τα αποτελέσματα έδειξαν μεγαλύτερες συγκεντρώσεις ΠΑΥ στους σταθμούς αστικού υποβάθρου σε σύγκριση με το σταθμό κίνησης. Από τις μεθόδους προσδιορισμού των πηγών των ΠΑΥ προέκυψαν δύο κύριες πηγές: η καύση βιομάζας και οι εκπομπές των οχημάτων. Μεγαλύτερη συνεισφορά της βιομάζας υπολογίστηκε στους σταθμούς αστικού υποβάθρου σε σχέση με το σταθμό κίνησης. Η ισχυρή συσχέτιση μεταξύ της τοξικότητας των ΠΑΥ (TEQ) και της συγκέντρωσης της λεβογλυκοζάνης έδειξε ότι τα σωματίδια που εκλύονται από την καύση βιομάζας έχουν μεγαλύτερο τοξικό περιεχόμενο σε σχέση με αυτά που προέρχονται από άλλες πηγές. Ο κίνδυνος για καρκίνο του πνεύμονα υπολογίστηκε μεγαλύτερος από 10Ε-6 για τον πληθυσμό που ζει κοντά στις περιοχές αστικού υποβάθρου και σχεδόν διπλάσιος για το σταθμό που βρίσκεται στη δυτική περιοχή, λόγω της μεγαλύτερης συνεισφοράς βιομάζας. Μεγαλύτερος κίνδυνος υπολογίστηκε για τα βρέφη και τα παιδιά, λόγω της μεγαλύτερης σταθμισμένης με το σωματικό βάρος δόσης και της φυσιολογίας του αναπνευστικού συστήματος. Η σύγκριση της προτεινόμενης μεθοδολογίας με τη συμβατική μεθοδο της Υπηρεσίας Προστασίας του Περιβάλλοντος της Αμερικής (Environmental Protection Agency, EPA) έδειξε ότι η τελευταία υπερεκτιμά τον κίνδυνο για καρκίνο και δεν μπορεί να τον διαφοροποιήσει ανά ηλικιακή ομάδα. Έτσι, η προτεινόμενη μεθοδολογία είναι αξιόπιστη ιδιαίτερα για τον υπολογισμό του κινδύνου για καρκίνο για τις ευαίσθητες ομάδες πληθυσμού.