Забруднення повітря домогосподарств (англ. Household air pollution, HAP) — значна форма забруднення повітря в приміщеннях, головним чином пов'язаним із способами приготування їжі та нагрівання, які використовуються в країнах, що розвиваються. Оскільки більша частина приготування їжі здійснюється на паливі з біомаси у вигляді деревини, деревного вугілля, гною та рослинних залишків у закритих приміщеннях без належної вентиляції, мільйони людей, насамперед жінки та діти, стикаються з серйозними ризиками для здоров'я. Загалом близько трьох мільярдів людей у країнах, що розвиваються, страждають від цієї проблеми. За оцінками Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), забруднення, пов'язане з приготуванням їжі, щорічно спричиняє 3,8 мільйона смертей. Дослідження Global Burden of Disease оцінило кількість смертей у 2017 році в 1,6 мільйона. Проблема тісно пов'язана з енергетичною бідністю та кулінарією.
Дим від спалювання традиційного побутового твердого палива зазвичай містить низку продуктів неповного згоряння, включаючи дрібні та грубі тверді частинки (наприклад, PM2,5, PM10), монооксид вуглецю (CO), діоксид азоту (NO2), діоксид сірки (SO2), а також різноманітні органічні забруднювачі повітря.
Технологічні рішення цієї проблеми, як правило, зосереджені на постачанні вдосконалених кухонних плит, хоча зміни поведінки також можуть бути важливими.
Опис і масштаб проблеми
Три мільярди людей у країнах, що розвиваються, покладаються на паливо з біомаси у формі деревини, деревного вугілля, гною та рослинних залишків як палива для приготування їжі та опалення. Оскільки більша частина приготування їжі здійснюється в приміщеннях без належної вентиляції, мільйони людей, насамперед жінки та діти, стикаються з серйозними ризиками для здоров'я. Основними джерелами забруднення всередині приміщень є горіння та будівельні матеріали. У 2012 році в країнах, що розвиваються, 4,3 мільйона смертей були пов'язані з впливом ІП, майже всі вони померли в країнах з низьким і середнім рівнем доходу. Найбільший тягар несуть регіони Південно-Східної Азії та Західної частини Тихого океану: 1,69 і 1,62 мільйона смертей відповідно. Майже 600 000 смертей трапляються в Африці, 200 000 — у регіоні Східного Середземномор'я, 99 000 — у Європі та 81 000 — на американському континенті. Решта 19 000 смертей припадають на країни з високим рівнем доходу.
Незважаючи на те, що рівень залежності від палива з біомаси зменшується, цей ресурс, що скорочується, не встигає за зростанням населення, що зрештою може поставити довкілля під ще більший ризик.
За останні кілька десятиліть у країнах, що розвивають сябуло проведено численні дослідження забруднення повітря, спричиненого спалюванням традиційного побутового твердого палива для опалення, освітлення та приготування їжі. Зараз добре встановлено, що в більшості країн, що розвиваються, спалювання твердого палива (біомаси, вугілля тощо) у приміщеннях неефективними, часто недостатньо вентильованими пристроями для згоряння призводить до підвищеного впливу побутових забруднювачів повітря. Це пов'язано з низькою ефективністю згоряння спалювальних пристроїв і підвищеним характером викидів. Крім того, їх часто випускають прямо в житлові приміщення. , Long, C., Valberg, P., 2014. Evolution of Cleaner Solid Fuel Combustion, Cornerstone, http://cornerstonemag.net/evolution-of-cleaner-solid-fuel-combustion/ Дим від спалювання традиційного побутового твердого палива зазвичай містить низку продуктів неповного згоряння, включаючи дрібні та грубі тверді частинки (наприклад, PM2,5, PM10), монооксид вуглецю (CO), діоксид азоту (NO2), діоксид сірки (SO2), а також різноманітні органічні забруднювачі повітря (наприклад, формальдегід, 1,3-бутадієн, бензол, ацетальдегід, акролеїн, феноли, пірен, бензопірен, бенз(а)пірен, дибензопірени, дибензокарбазоли та крезоли). У типовій печі на твердому паливі приблизно 6–20 % твердого палива перетворюється на токсичні викиди (за масою). Точна кількість і відносний склад визначаються такими факторами, як тип палива та вміст вологи, тип печі та робота, що впливає на кількість.
У січні 2023 року в The New York Times було опубліковано способи покращення забруднення повітря в приміщенні під час використання газової плити, пов'язані з підвищеним ризиком астми та інших можливих захворювань.
Вплив на здоров'я Більшість вимірювань було зосереджено на рівнях впливу твердих частинок (PM) і чадного газу (CO) на зону дихання, які є основними продуктами неповного згоряння та вважаються найбільш небезпечними для здоров'я. Постійно повідомляється, що рівень впливу PM2,5 у приміщенні знаходиться в діапазоні від сотень до тисяч мікрограмів на кубічний метр (мкг/м3). Подібним чином, рівень впливу CO був виміряний від сотень до понад 1000 міліграмів на кубічний метр (мг/м3). Нещодавнє дослідження 163 домогосподарств у двох сільських округах Китаю показало середньогеометричні концентрації PM2,5 у приміщенні 276 мкг/м3 (комбінації різних рослинних матеріалів, включаючи деревину, стебла тютюну та качани кукурудзи), 327 мкг/м3 (дерево), 144 мкг/м3 (димне вугілля) і 96 мкг/м3 (бездимне вугілля) для будинків, де використовуються різноманітні типи палива та конфігурації печей (наприклад, вентильована, невентиляційна, переносна, топка, піч зі змішаною вентиляцією). Сільські райони Кенії були місцем проведення різноманітних прикладних дослідницьких проектів для визначення інтенсивності викидів, які зазвичай виникають від використання палива з біомаси, зокрема деревини, гною та рослинних залишків. Дим є результатом неповного згоряння твердого палива, якому жінки та діти піддаються впливу до семи годин щодня в закритих приміщеннях.Smoke's increasing cloud across the globe, Practical Action, accessed 5 May 2007. Ці викиди змінюються щодня, від сезону до сезону та зі змінами кількості повітряного потоку всередині помешкання. Рівень забруднення в бідних будинках значно перевищує прийнятний рівень безпеки навіть у сто разів. Оскільки багато кенійських жінок використовують вогонь з трьох каменів, найгірша шкода від цього, один кілограм палаючих дров утворює крихітні частинки сажі, які можуть закупорювати та дратувати бронхіальні шляхи. Дим також містить різні отруйні гази, такі як альдегіди, бензол і чадний газ. Вплив IAP в результаті спалювання твердого палива, з різним ступенем доказів, вважався причинним агентом кількох захворювань. Гострі інфекції нижніх дихальних шляхів (ГНЗЛ) і хронічне обструктивне захворювання легень (ХОЗЛ) є основними причинами захворювань і смерті внаслідок впливу диму. Катаракта та сліпота, рак легенів, туберкульоз, передчасні пологи та низька вага при народженні також підозрюють, що вони викликані ІАП.
Станом на 2020 рік понад 2,6 мільярда людей у країнах, що розвиваються, використовують для приготування їжі забруднюючу біомасу, таку як деревина, сухий гній, вугілля або гас, що спричиняє шкідливе забруднення повітря в домогосподарствах, а також значно сприяє забрудненню зовнішнього повітря. За оцінками Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), забруднення, пов'язане з приготуванням їжі, спричиняє 3,8 мільйонів смертей на рік. Дослідження Global Burden of Disease оцінило кількість смертей у 2017 році в 1,6 мільйона.
У традиційних кулінарних приміщеннях дим зазвичай виводиться в будинок, а не через димохід. Дим твердого палива містить тисячі речовин, багато з яких небезпечні для здоров'я людини. Найбільш вивчені з цих речовин — чадний газ (CO); дрібні тверді частинки; закис азоту; оксиди сірки; ряд летких органічних сполук, включаючи формальдегід, бензол і 1,3-бутадієн; і поліциклічні ароматичні сполуки, такі як бензо-а-пірен, які, як вважають, мають як короткострокові, так і довгострокові наслідки для здоров'яPeabody, J. W., Riddell, T. J., Smith, K. R., Liu, Y., Zhao, Y., Gong, J., … & Sinton, J. E. (2005). Indoor air pollution in rural China: cooking fuels, stoves, and health status. Archives of environmental & occupational health, 60(2), 86-95..
Вплив побутового забруднення повітря майже вдвічі збільшує ризик дитячої пневмонії та є причиною 45 відсотків усіх випадків смерті від пневмонії у дітей віком до п'яти років. Нові дані показують, що HAP також є фактором ризику катаракти, головної причини сліпоти в країнах із рівнем доходу нижче середнього, а також низької ваги при народженні. Приготування їжі на відкритому вогні або небезпечних плитах є основною причиною опіків серед жінок і дітей у країнах, що розвиваються.
Жінки і дівчата У більшості домогосподарств, особливо в сільських громадах і в таборах для біженців, жінки та дівчата несуть значну відповідальність за збір дров для приготування їжі. Жінки та дівчата також становлять більшість смертей від забруднення повітря в домогосподарствах. Показано, що в Нігерії заміна традиційних печей на керосині/дровах на більш чисті печі на етанолі пом'якшує несприятливі наслідки вагітності через ГАП.
Підходи
Ранні втручання На жаль, пошук доступного рішення для усунення багатьох наслідків IAP — покращення горіння, зменшення впливу диму, покращення безпеки та скорочення робочої сили, зменшення витрат на паливо та вирішення проблем сталого розвитку — є складним і потребує постійного вдосконалення. У минулому, починаючи з 1950-х років, спроби покращити кухонні плити були спрямовані в основному на мінімізацію вирубки лісів без урахування IAP, хоча ефективність цих зусиль щодо економії дров є спірною. Різні спроби мали різні результати. Наприклад, деякі покращені конструкції печей у Кенії значно зменшили викиди твердих часток, але призвели до більших викидів CO2 і SO2 . Димоходи для видалення диму було важко спроектувати та були крихкими.
Покращена успішність Проте поточні покращені заходи включають димові ковпаки, які працюють так само, як і димоходи, для видалення диму, але, як виявилося, знижують рівень IAP ефективніше, ніж будинки, які покладалися виключно на вікна для вентиляції. Деякі особливості нещодавно вдосконалених печей включають димохід, огородження вогню для збереження тепла, конструкція тримача для каструлі для максимального теплообміну, заслінки для контролю потоку повітря, керамічна вставка для зменшення втрат тепла та системи з кількома каструлями, які дозволяють готувати кілька страви.
Зараз відомо, що печі є одним із найменш витратних засобів для досягнення спільної мети зменшення тягаря IAP для здоров'я, а в деяких регіонах — зменшення навантаження на навколишнє середовище від збирання біомаси.Healthy Stoves and Fuels for Developing Nations and the Global Environment, Kammen, D. 2003. Accessed 12 May 2007. Певного успіху в установці інтервенцій, у тому числі покращених кухонних плит, було досягнуто насамперед завдяки міждисциплінарному підходу, який включає багато зацікавлених сторін. Ці проекти виявили, що для забезпечення успіху програм втручання необхідно вирішити ключові соціально-економічні проблеми. Численні складні проблеми вказують на те, що вдосконалені печі не є просто інструментом економії палива.
Варіанти стійкої енергії Широкомасштабне спалювання біомаси можливе лише в тому випадку, якщо воно здійснюється в екологічно чистий спосіб. Занепокоєння має першочергове значення для регенерації відновлюваних і стійких джерел паливної деревини, якщо вона буде доступною в довгостроковій перспективі. Спроби знайти стійкі рішення в Кенії можуть включати вирощування енергетичних культур (дерев і кущів), що також забезпечить додатковий дохід для фермерів. Це рішення принесе користь орним угіддям або пасовищам, схильним до ерозії та затоплення, оскільки коренева система та листовий опад підвищать стабільність ґрунту. Ретельний вибір регенеруючих сортів був би найбільш стійким, оскільки внаслідок обробітку та садіння стабільність ґрунту не порушується. Деякі люди розглядають це рішення як спосіб подальшої експлуатації лісів, але за належного управління лісовими ресурсами це може бути життєздатним рішенням.