Сегодня состояние атмосферы в некоторых промышленных городах Беларуси характеризуется повышенным уровнем загрязнения, особенно это касается пыли. Экспериментально установлено, что чем мельче частицы пыли, тем дольше они находятся в воздухе в виде аэрозоля и тем легче в процессе дыхания попадают в организм человека. В качестве порога обычно рассматривается аэродинамический диаметр пылевых частиц 10 микрометров (мкм) и менее. Установлено, что частицы диаметром более 10 мкм не попадают в дыхательные пути и не оказывают воздействия на здоровье. А вот частицы диаметром 10 мкм и менее поступают в бронхи или легкие, пагубно влияя на организм человека. Они способны привести даже к летальному исходу.
В настоящее время около половины городского населения Европы подвержено воздействию повышенных концентраций взвешенных частиц. По данным Всемирной организации здравоохранения, длительное воздействие на человека мелкодисперсной пыли РМ10 и РМ2,5, представляющей собой разнородную смесь органических и неорганических веществ, даже в небольших концентрациях повышает смертность и приводит к увеличению случаев заболевания дыхательной системы.
Эпидемические, токсикологические и клинические исследования позволили установить, что частицы диаметром от 10 до 2,5 мкм в основном обусловливают кашель и приступы астмы, приводят к увеличению случаев смертности вследствие респираторных заболеваний, а частицы диаметром 2,5 мкм и менее преимущественно вызывают сердечную аритмию и повышают смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.
Мелкодисперсные частицы могут иметь как природное, так и антропогенное происхождение.
К частицам природного происхождения относится пыль, поднятая с незадернованных участков почвы, испарения брызг воды в прибрежных районах, вулканический пепел, биогенные частицы (в частности, пыльца и споры растений, мелкие частицы насекомых и др.).
Основные антропогенные источники выбросов мелкодисперсных частиц — сжигание топлива передвижными и стационарными источниками, индустриальные процессы (металлургическое производство, производство стройматериалов), лесные пожары. Кроме того, передвижные источники создают воздушные турбулентные потоки, которые повторно увеличивают количество твердых частиц в атмосферном воздухе.
Поэтому, принимая во внимание вредное воздействие на окружающую среду и здоровье человека, которое оказывают мелкодисперсные частицы, перед природоохранными службами страны стоит задача получения полной и объективной информации о загрязнении атмосферы мелкодисперсными частицами РМ10 и РМ2,5, а также об источниках выбросов их в атмосферный воздух. В связи с этим лабораторной службой Минприроды начиная с 2005 года в крупных городах Беларуси и в Березинском биосферном заповеднике организованы инструментальные измерения мелкодисперсной пыли с использованием современного оборудования.
Мониторинг взвешенных частиц в атмосферном воздухе, как и нормирование их содержания, все больше ориентирован именно на мелкодисперсную составляющую. Для получения наиболее точной картины загрязнения атмосферного воздуха необходима организация мониторинга мелкодисперсных частиц РМ10 и РМ2,5 с использованием современных методов, в том числе и в автоматическом режиме. В этих целях Государственной программой развития Национальной системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь на 2006—2010 годы предусмотрено переоснащение 35 процентов пунктов наблюдений мониторинга атмосферного воздуха в соответствии с международными требованиями.
Для описания взвешенных частиц используются многочисленные термины ввиду их сложного состава и уровня воздействия на человека в зависимости от размера этих частиц. При этом одна группа терминов непосредственно связана с процессом отбора проб и соответственно определяется этой спецификой и аналитическими методами (взвешенные вещества, суммарное количество взвешенных веществ и черный дым). Другая группа терминов больше связана с локализацией осаждения частиц в дыхательных путях, например, вдыхаемые частицы, проникающие в область верхних дыхательных путей (через нос или рот) и респирабельные частицы, осаждающиеся в нижних отделах дыхательных путей (ниже гортани).
В целях мониторинга, как правило, используются обозначения РМ10 и РМ2,5. Международной организацией по стандартизации и Европейским комитетом по стандартизации даны следующие их определения:
РМ10 — частицы с аэродинамическим диаметром 10 мкм и менее, которые проходят через селективный фильтр, обеспечивающий 50-процентное отсеивание частиц с аэродинамическим диаметром 10 мкм. Верхняя граница распределения примерно соответствует аэродинамическому диаметру 30 мкм, что означает полное отсеивание частиц с диаметром более 30 мкм.
РМ2,5 — частицы с аэродинамическим диаметром 2,5 мкм и менее, которые проходят через селективный фильтр, обеспечивающий 50-процентное отсеивание частиц с аэродинамическим диаметром 2,5 мкм, и верхний предел полного отсеивания равен 7 мкм.