Zarah ultrahalus

Apakah zarah ultrahalus?

Istilah zarah ultrahalus (UFP) merujuk kepada jirim zarahan bawaan udara yang berdiameter lebih kecil daripada 0.1 mikron (kadangkala dipanggil PM0.1). Sesetengah UFP berukuran sekecil 0.003 mikron.

UFP dianggap antara pencemar zarah yang paling berbahaya kerana saiznya yang sangat kecil, yang membolehkan ia disedut masuk ke dalam paru-paru dan menembusi aliran darah melalui paru-paru.

Klik di sini untuk melihat mengapa saiz zarah penting.

Saiznya yang kecil pada skala nano serta ciri pergerakannya menjadikan UFP sukar dipantau menggunakan teknologi pemantauan kualiti udara semasa. Saiz ini juga menyebabkan UFP bawaan udara bergerak di udara dengan cara yang berbeza daripada zarah halus seperti PM2.5 dan PM1, bergerak dalam corak rawak yang lebih menyerupai gas berbanding zarah lain.

Tidak seperti PM2.5 dan zarah lain, tiada piawaian rasmi untuk mengukur atau mengawal selia UFP bawaan udara, walaupun anggaran menunjukkan bahawa lebih 90% zarah bawaan udara di udara pada bila-bila masa ialah UFP.¹

Walaupun tiada peraturan khusus, penyelidikan semakin menunjukkan bahawa UFP sering wujud pada kepekatan yang jauh lebih tinggi daripada pencemar zarah lain dan mungkin dikaitkan dengan julat kesan kesihatan buruk yang lebih luas berbanding zarah halus atau kasar seperti PM1, PM2.5, atau PM10.

Apakah sumber zarah ultrahalus?

Zarah ultrahalus paling lazim dilepaskan melalui pembakaran daripada sumber semula jadi atau sumber manusia. Aktiviti manusia dipercayai menyumbang bahagian terbesar UFP disebabkan kelaziman UFP di bandar, tempat perindustrian global dan pertumbuhan penduduk memberi kesan paling ketara terhadap pencemaran udara.²

Satu kajian pada tahun 2019 dalam Environment International mendapati bahawa kepekatan UFP cenderung lebih tinggi pada waktu siang, berkait rapat dengan perubahan dalam trafik kenderaan dan kawasan berhampiran jalan raya yang sibuk, sekali gus menguatkan lagi kesan besar aktiviti manusia terhadap UFP.³

Sumber semula jadi

Sumber semula jadi UFP termasuk:

• lava dan abu gunung berapi
• asap daripada kebakaran hutan
• aerosol dalam kabus lautan

Disebabkan sifat sementara sumber-sumber ini, UFP daripada gunung berapi dan sumber lautan tidak dianggap terlalu bermasalah. Arus angin global dengan cepat menyerakkan UFP ini kepada kepekatan rendah yang menimbulkan sedikit ancaman kepada kesihatan manusia, kecuali letusan gunung berapi besar yang asapnya boleh bergerak beribu-ribu batu.⁴

Walau bagaimanapun, UFP dalam asap kebakaran hutan telah mendapat perhatian disebabkan kebakaran hutan yang lebih kerap dan lebih teruk dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Satu kajian pada tahun 2021 dalam Particle and Fibre Toxicology mendapati bahawa walaupun pendedahan jangka pendek kepada UFP dalam asap kebakaran hutan boleh meningkatkan dengan ketara risiko penyakit pernafasan dan kardiovaskular.⁵

Sumber daripada aktiviti manusia

Sumber UFP daripada aktiviti manusia yang paling biasa termasuk:

• ekzos kenderaan
• ekzos diesel
• pelepasan gas asli dan bahan api bio⁶
• pelepasan pesawat
• pelepasan kilang dan industri
• pelepasan loji janakuasa
• pembakaran sampah
• rokok, cerut dan vape⁷
• aktiviti memasak di dalam bangunan⁸
• pembakaran terkawal
• mengvakum di dalam bangunan⁹
• bakteria
• virus
• penggunaan mesin pejabat seperti pencetak dan mesin fotostat

Sumber UFP daripada aktiviti manusia seperti kenderaan dan industri boleh menimbulkan risiko kesihatan yang besar kerana ia melepaskan zarah baharu dalam tempoh masa yang panjang, memandangkan lalu lintas kenderaan dan aktiviti industri berlaku secara berterusan di seluruh dunia.

Tambahan pula, banyak sumber UFP daripada aktiviti manusia lebih lazim di kawasan bandar besar, sekali gus menimbulkan bahaya yang ketara kepada 4.4 bilion orang yang kini tinggal di bandar (kira-kira 55 peratus daripada anggaran 8 bilion orang).^10,11

Bagaimanakah zarah ultrahalus menjejaskan kesihatan kita?

Kesan penuh UFP terhadap kesihatan masih lagi dikaji untuk membezakan bahaya khusus UFP berbanding jenis pencemaran udara yang lain.

Walau bagaimanapun, secara umumnya tidak dipertikaikan bahawa UFP menyebabkan tekanan oksidatif pada tisu di seluruh badan anda yang boleh mengakibatkan kemudaratan sistemik, menembusi jauh ke dalam tisu paru-paru, aliran darah, otak dan hampir setiap organ lain.¹²

Artikel ulasan 2020 dalam Experimental and Molecular Medicine mendapati bukti kukuh bahawa pendedahan kepada UFP meningkatkan risiko:¹³

• keradangan paru-paru
• tekanan darah tinggi
• penyakit jantung iskemik
• aterosklerosis (pengumpulan plak atau "pengerasan" arteri)
• serangan jantung
• kegagalan jantung
• batuk kronik
• kerosakan saraf
• kerosakan otak
• kehilangan fungsi kognitif
• masalah pencernaan
• diabetes
• peningkatan risiko pelbagai jenis kanser
• kerosakan kulit

Bolehkah zarah ultrahalus menjejaskan kualiti udara dalaman?

Seperti bahan pencemar zarah lain, UFP dalam udara luar boleh memasuki ruang dalaman melalui rekahan dan kebocoran pada bangunan serta melalui tingkap, pintu dan bukaan lain pada rumah atau sampul bangunan.

Ini boleh menjadi sangat bermasalah terutamanya bagi rumah yang lebih lama atau dibina dengan kurang baik semasa tempoh kepekatan UFP yang tinggi, seperti kebakaran hutan atau letusan gunung berapi.

Satu kajian pada tahun 2019 yang dijalankan di negeri Colorado, A.S. mendapati bahawa kepekatan bahan zarahan di dalam bangunan boleh menjadi sehingga 4.6 kali lebih tinggi daripada kepekatan di luar bangunan apabila tiada sumber pengudaraan semula jadi seperti angin.¹⁴

UFP daripada sumber dalaman, seperti dapur atau pembakaran bahan api biojisim, juga boleh terkumpul hingga mencapai kepekatan yang berbahaya, terutamanya di rumah cekap tenaga yang kedap udara, dan membawa risiko kesan kesihatan tambahan.

Satu artikel ulasan pada tahun 2007 dalam Indoor Air mendapati bahawa pendedahan kepada tahap UFP dalaman yang tinggi semasa zaman kanak-kanak boleh menyebabkan kerosakan paru-paru dan keradangan yang meningkatkan risiko seorang kanak-kanak untuk mengalami asma sepanjang hayat.¹⁵

Petua untuk mengurangkan zarah ultrahalus

Berikut ialah beberapa tindakan yang boleh diambil oleh individu dan organisasi untuk membantu mengurangkan UFP:

• Pilih pilihan perjalanan harian yang membantu mengurangkan trafik kenderaan, seperti berjalan kaki, berbasikal, pengangkutan awam, atau perkongsian kenderaan.
• Beli kenderaan elektrik atau berkuasa hidrogen untuk menggantikan kenderaan peribadi yang menggunakan enjin pembakaran.
• Pasang sistem tenaga solar di rumah atau tempat kerja untuk membantu mengurangkan beban pada grid elektrik.
• Gantikan armada berkuasa diesel dengan kenderaan pengangkutan yang cekap bahan api atau elektrik.
• Kurangkan atau elakkan sebarang jenis pembakaran di dalam bangunan, termasuk lilin beraroma dan kayu di dalam pendiangan.
• Gunakan hud dapur untuk membantu mengurangkan bahan pencemar zarahan serta bahan pencemar asap dan gas lain selepas anda memasak.
• Hadkan penggunaan vakum di dalam bangunan kepada sekali seminggu atau mengikut keperluan, atau gunakan vakum dengan penapis HEPA.
• Kurangkan atau berhenti merokok rokok, cerut, atau menggunakan produk vape.

Patutkah zarah ultrahalus dikawal selia?

Sehingga UFP tertakluk kepada piawaian dan peraturan baharu, sedikit sahaja yang boleh dilakukan untuk menguatkuasakan kawalan pelepasan UFP oleh penyumbang utama seperti kilang, kemudahan pembuatan, dan pengeluar automobil yang kenderaannya menghasilkan ekzos yang dipenuhi UFP.

Sesetengah organisasi telah menjalankan kajian bebas tentang pelepasan UFP serantau untuk lebih memahami sumber, corak, dan kesan kesihatan UFP serta menyumbang kepada teknologi pemantauan dan peraturan pada masa hadapan.

Pada tahun 2014, Bay Area Air Quality Management District (BAAQMD) telah menyiapkan satu kajian tentang UFP di Kawasan Teluk San Francisco, A.S., yang menjadi tempat tinggal kepada hampir 8 juta orang.¹⁶

Laporan itu menunjukkan bahawa walaupun peningkatan kecil dalam UFP boleh meningkatkan kemasukan ke hospital akibat keadaan jantung dan paru-paru hampir 20% serta meningkatkan risiko kematian akibat keadaan ini melebihi 2%. Laporan ini menunjukkan betapa tingginya kepentingan dalam mengawal selia dan mengurangkan UFP.

Laporan tahun 2016 yang diterbitkan oleh American Academy of Allergy, Asthma, and Immunology juga menyimpulkan bahawa mudarat ketara yang disebabkan oleh UFP kepada tubuh, termasuk kerosakan pada DNA dan peningkatan risiko pemekaan alahan, memerlukan perhatian pengawalseliaan khusus.¹⁷

Bengkel Agensi Perlindungan Alam Sekitar (EPA) Amerika Syarikat pada tahun 2016 juga menyimpulkan bahawa pelaburan oleh pengeluar automotif A.S. dalam pemantauan UFP boleh membantu mengasingkan dengan lebih baik mekanisme enjin pembakaran yang membawa kepada pelepasan UFP, sekali gus membuka jalan kepada teknologi yang lebih cekap yang mengurangkan pelepasan UFP secara menyeluruh.¹⁸

Beberapa kemajuan telah dicapai dalam keupayaan untuk memantau UFP.

Satu kajian tahun 2021 dalam Science of the Total Environment mencadangkan penggunaan pensampelan siklon untuk mengukur UFP.¹⁹Menggunakan daya emparan untuk memisahkan UFP daripada bahan bawaan udara yang lain, pensampelan siklon telah berjaya digunakan untuk mengukur bioaerosol yang mengandungi zarah virus seperti severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2).

Namun, dengan penambahbaikan pada keberkesanan, pensampelan siklon mungkin dapat mengukur UFP lain dengan cepat dan tepat sambil mendedahkan perincian pendedahan.

Satu kajian tahun 2020 yang melibatkan pelajar sekolah menengah di kawasan bandar di China menggunakan teknik pensampelan siklon ini untuk mencadangkan dua corak utama dalam pendedahan peribadi kepada UFP:²⁰

• Pendedahan kepada UFP boleh berbeza dengan ketara sepanjang hari daripada 0.13 mikrogram per meter padu (μg/m3) hingga 240.8 μg/m3. Kepekatan UFP tertinggi kebanyakannya ditemui di dalam bangunan, terutamanya di hospital, dapur rumah, atau bilik tidur yang terletak kurang daripada 10 meter (32.8 kaki) dari jalan raya.
• Pendedahan kepada UFP adalah paling tinggi semasa perjalanan harian. Peserta pelajar menghadapi kepekatan UFP yang jauh lebih tinggi ketika bergerak antara rumah dan sekolah atau apabila meninggalkan kemudahan sekolah untuk makan berbanding pada waktu lain dalam sehari.

Lebih banyak kajian seperti ini boleh membantu menumpukan peraturan kepada sumber UFP yang paling signifikan di dalam dan di luar bangunan, seperti kawasan memasak atau jalan raya yang sibuk, serta membantu melindungi mereka yang kerap bergerak antara ruang dalam dan luar yang terjejas oleh UFP.

Kesimpulan

UFP merupakan antara pencemar bawaan udara yang paling berbahaya dan paling lazim, dengan pelbagai kesan kesihatan yang telah dikenal pasti. Walau bagaimanapun, tiada piawaian pengawalseliaan yang wujud untuk mengawal pelepasan UFP.

Banyak organisasi sains dan kesihatan semakin menyeru supaya pelaburan dibuat dalam penyelidikan yang akan meningkatkan pemahaman tentang cara mengukur, mengawal selia, dan mengurangkan UFP bagi mencegah kesan kesihatan buruknya.²¹

Individu dan organisasi sama-sama boleh mengambil langkah untuk membantu mengurangkan dan mencegah pelepasan UFP sepenuhnya dengan mengubah tingkah laku yang berkaitan dengan pengangkutan, penggunaan tenaga, dan tabiat gaya hidup harian.