Zachorowalność na Covid-19 w regionach ze zwiększonym zanieczyszczeniem powietrza

Zachorowalność na Covid-19 w regionach ze zwiększonym zanieczyszczeniem powietrza

  • Wysoki poziom zanieczyszczeń przyczynia się do szybszego rozprzestrzeniania się koronawirusa – dowodzi analiza przygotowana przez Airly.
  • Nawet mały wzrost zanieczyszczeń w postaci cząsteczek stałych na długi czas przed rozpoczęciem pandemii ma wpływ na ostrzejszy przebieg choroby.
  • Czystsze powietrza mogłoby ocalić życia tysiące ludzi na całym świecie z uwagi na fakt, że w warunkach gorszej jakości powietrza, wirus ma lepsze warunki przenoszenia na kolejne osoby.
  • Złej jakości powietrze od dawna jest postrzegane jako czynnik przyczyniający się do rozwoju zespołu ostrej niewydolności oddechowej, który bardzo często staje się czynnikiem decydującym o śmierci pacjentów zakażonych Covid-19.

Pojęcie zanieczyszczenia powietrza jest bardzo szerokim i obejmuje wiele różnych aspektów. Wśród nich można wyróżnić aspekt chemiczny obejmujący zanieczyszczenia stricte pewnymi substancjami, które możemy wymienić z nazwy a to: tlenki azotu, tlenki siarki, benzopiren itp. Drugą grupą są zanieczyszczenia powietrza o charakterze fizycznym. Do nich, w głównej mierze, zaliczamy mieszaniny drobin, które pojawiają się jako substancje stałe nazywane pyłami. Dla usystematyzowania, w tej grupie rozróżniamy kilka rodzajów pyłów. Są nimi: PM10, PM2.5 oraz PM1.0, a wartość liczbowa mówi o maksymalnej średnicy cząstek zawartych w pyle.

Rys.1. Źródło: www.swissinfo.ch

W tej ostatniej grupie bardzo groźnym dla naszego zdrowia jest pył PM2.5, jest postrzegany za szczególnie niebezpieczny ponieważ może osadzać się głęboko w płucach i przenikać do innych narządów i krwioobiegu, powodując poważne zagrożenie dla zdrowia. To jest szczególnie godne podkreślenia w czasie problemów z koronawirusem. Pomimo że przebieg i skutki choroby wywołanej wirusem SARS-CoV-2 wciąż nie zostały dokładnie poznane, ale lekarze nie mają wątpliwości, iż przebieg infekcji wykazuje objawy podobne do zapalenia płuc. Środowisko medyczne zwraca dużo uwagi na bardzo istotną rolę istnienia chorób współtowarzyszących, których istnienie znacznie pogarsza rokowania leczenia. Do nich zalicza się wiele schorzeń właśnie układów krwionośnego oraz oddechowego, do których to przyczynia się też oddychanie zanieczyszczonym powietrzem.

Rys.2. Źródło https://en.wikipedia.org/wiki/2020_coronavirus_pandemic_in_Italy

Bardzo gwałtowna i szybka ekspansja koronawirusa widoczna jest we Włoszech. Jeśli zobaczymy na mapę Włoch ukazującą liczbę potwierdzonych przypadków w poszczególnych prowincjach (źródło http://en.wikipedia.org/) widzimy bardzo duże zaciemnienie obszarów w północnych Włoszech, w okolicach Rzymu oraz Neapolu. Porównując te obszary z danymi związanymi z zanieczyszczeniem (Rys.1), które można znaleźć na stronach www.airly.eu oraz krajowych agencji monitorujących jakość powietrze, z łatwością możemy dostrzec dwie zależności. Pierwszą jest absolutny brak problemów z zanieczyszczeniem powietrza we Włoszech spowodowanym pyłami PM10. Jeśli natomiast przyjrzymy się kondensacji pyłów PM2.5 w pewnych rejonach obserwowana jest bardzo duża regularność. Mianowicie w ciągu roku występuje kila miesięcy od jesieni do wiosny w których większości obszarów zaznaczonych na mapie kolorami brązowym oraz ciemno brązowym odznacza się bardzo dużym zanieczyszczeniem powietrza pyłami PM2.5. Co więcej, owo zanieczyszczenie obejmuje bardzo długi horyzont czasowy. Dla przykładu, w Lombardii czujniki stacji Milano Pascal Città Studi odnotowały w ciągu ostatniego roku we wrześniu 10 dni, w październiku 7 dni, w listopadzie 5 dni, w grudniu 18, w styczniu 26 dni a w lutym 20 dni, w których zanieczyszczenie powietrza wykazywało zwiększony indeks AQI oznaczający zanieczyszczenie powyżej normy. Co więcej w grudniu przez 16 dni indeks ten pokazywał największe wartości alarmowe (9-10). Bardzo podobnie wygląda sytuacja jeśli przypatrzymy się wartościom indeksów AQI w Neapolu w stacji Museo Nazionale, Napoli. Tutaj od września 2019 roku do końca lutego 2020 roku przez 84 dni wartość indeksu byłe większa niż 4. Dodatkowo w grudniu 2019 roku stacja ta wskazywała przez 14 dni indeks powyżej 7, a w styczniu 2020 16 dni powyżej 8. Dla przypomnienia indeks AQI przyjmuje stany od 0 do 10, przy czym 0 oznacza bardzo dobre powietrze a 9-10 bardzo zanieczyszczone.

Rys.3. Źródło https://en.wikipedia.org/wiki/2020_coronavirus_pandemic_in_France

Podobna tendencja utrzymuje się we Francji (Rys.3). Ponownie patrząc na mapy intensyfikacji zakażeń wirusem SARS-CoV-2, widzimy obszary z bardzo duża liczbą wykrytych infekcji obejmujące takie rejony Francji jak Île-de-France (z Paryżem), Grand Est, Hauts-de-France, Owernia-Rodan-Alpy oraz Prowansja-Alpy-Lazurowe Wybrzeże. Obszary wschodniej części kraju notują zarówno bardzo dużą liczbę zainfekowanych oraz osób poddanych hospitalizacji. Porównując ten obszar z miejscami w których istnieje wyraźny problem z zanieczyszczeniem powietrza we Francji, ponownie widzimy bardzo duża zbieżność. Gdyż oprócz dużych skupisk aglomeracyjnych takich jak Paryż, Lion czy Tuluza duże zanieczyszczenie widoczne jest w pasie przy wschodniej granicy kraju, przy czym największe koncentracje ujawniane są obszarach przy granicy belgijskiej oraz szwajcarskiej w okolicach Lyonu jak również w pasie nadmorskim od Nicei do Montpellier.

Rys.4. Źródło https://en.wikipedia.org/wiki/2020_coronavirus_pandemic_in_the_Czech_Republic

W Czeskiej Republice (Rys.4) pomimo braku efektu aż tak postępującej pandemii jak na zachodzie Europy, ponownie wzmożone zanieczyszczenie dominujące w stolicy jak i w wschodnich – mocno uprzemysłowionych – częściach kraju bardzo mocno koreluje z liczbą osób u których wykryto wirus COVID-19.

Rys.5: Żródło: Airly

Dość ciekawym jest też przykład Polski, dla której posiadamy bardzo dużo danych związanych z zanieczyszczeniem powietrza dzięki gęstej siatce czujników monitoringu firmy Airly. Na rys 5 widzimy średnią wartość pyłów zawieszonych PM10 oraz PM2.5 w poszczególnych województwach w Polsce. Z badań prowadzonych przez grupę analityczną w Airly, Polska charakteryzuje się dużą korelacją obu składowych zanieczyszczenia. Mapa pyłów PM 2.5 wskazuje północno-zachodni pas w którym sytuacja ma się znacznie lepiej niż w centralnych województwach. Porównując obszary zanieczyszczeń z map Airly z rys.6, wskazujących łączną liczbę ujawnionych zakażeń koronawirusem w poszczególnych województwach ponowieni dostrzegamy bardzo dużą zbieżność. Województwo mazowieckie wiedzie prym w liczbie stwierdzonych przypadków Covid-19, drugie miejsce zajmuje województwo górnośląskie a kolejne dolnośląskie. Dość blisko podium są również województwa małopolskie oraz łódzkie. Z map zanieczyszczenia możemy zobaczyć że we wszystkich tych obszarach średnia wartość pyłu oscyluje od 19.58 aż po 29.84. A dla przypomnienia zalecenia Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) odnośnie dopuszczalnych stężeń dobowych została określona jako 25 μg/m3 dla PM 2.5.

Bardzo duża ilość stwierdzonych przypadków zakażeń koronawirusa w województwie mazowieckim (dwukrotnie więcej niż w drugim województwie pod względem liczby zachorowań) nie koresponduje wprost z wynikami zanieczyszczenia powietrza w opinii autorów jest spowodowane znaczną globalizacją Warszawy względem pozostałej części Polski co przekłada się na większą ilość zakażeń napływowych z pozostałych krajów, napływających cały czas przez lądowe granice, i ogólnie znacznie większą liczbę zakażeń spowodowaną powstawaniem nowych ognisk napływowych

Takie zachowanie jest bardzo spektakularne również poza krajami Europy. Przenosząc się za ocean do Stanów Zjednoczonych ponownie widać, że mocno zurbanizowane obszary z występującym zanieczyszczeniem pyłami PM2.5, takie jak Nowy York czy Chicago, bardzo mocno odczuwają galopujący stan pandemii.

Rys. 6 źródło: https://www.arcgis.com/

Patrząc w drugą stronę świata czyli na Chiny, dostrzegamy bardzo duży problem z industrializacją i występowaniem zanieczyszczenia powietrza. Powyższe szczególnie odczuwalne jest w prowincja Hubei i jej stolicy Wuhan gdzie w ciągu roku odnotowywane są gigantyczne stężenie pyłów PM2.5.

W ramach tego krótkiego przeglądu, śmiało można postawić tezę, że rejony świata, które mają znaczny problem z zanieczyszczeniem powietrza w postaci pyłów zawieszonych, a w szczególności pyłu PM2.5 bardzo mocno odczuły efekty pandemii koronawirusa. Zanieczyszczenie to działając systematycznie znacznie pogarsza właściwości naszego układu oddechowego oraz krążeniowego, czego może w stanie zdrowia nie odczuwamy na bieżąco.

“Według badania z 2003 roku przeprowadzonego przez chińskich i amerykańskich badaczy na ofiarach wirusa SARS, przypadki śmiertelne występowały dwukrotnie częściej w rejonach, gdzie powietrze było złej jakości. Dziś nasz zespół używa danych o jakości powietrza by określić, czy zwiększone zanieczyszczenia powietrza przyczyniają się do szybszego rozprzestrzeniania się Covid-19. Skoro okazuje się, że zanieczyszczenia powietrza są znaczącym czynnikiem zwiększającym ilość zachorowań/śmierci, być może jest to moment zwrotny, wskutek którego ludzie podejmą naprawdę zdecydowane działania w kierunku walki ze smogiem i zmianami klimatycznymi” – komentuje Wiktor Warchałowski, prezes i współzałożyciel Airly.

Aktualne pomiary jakości powietrza z ponad 4000 miast na całym świecie można śledzić na bieżąco na MyAirly, interaktywnej platformie, która pokazuje aktualną jakość powietrza w Twoim otoczeniu i sygnalizuje, kiedy powietrze się pogarsza. MyAirly prezentuje dane dotyczące zanieczyszczeń powietrza PM1, PM2.5 i PM10 oraz gazami NO2, O2, SO2 i CO.

Aktualnie, zespół analityczny Airly pracuje nad korelacją pomiędzy zanieczyszczeniami powietrza w Stanach Zjednoczonych oraz śmiertelnością z powodu wirusa tamże. Szczegóły analizy pojawią się już niebawem.

Autorzy publikacji:

dr hab. inż. Piotr A. Kowalski, prof. AGH, ekspert Airly ds. uczenia maszynowego, naukowiec z Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH i Instytutu Badań Systemowych PAN.

Aleksander Konior – pomysłodawca i współzałożyciel firmy Airly.