Ατμοσφαιρική ρύπανση και σχέση με τη χρόνια στένωση των αεραγωγών

Abstract

This thesis examines the phenomenon of air pollution through a multidisciplinary approach. The first chapter outlines the fundamental components of air pollution, including its primary sources, dispersion mechanisms, and the role of the atmosphere, with emphasis on temperature variation as a function of altitude.The second chapter presents key air pollutants—nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), carbon monoxide (CO), particulate matter (PM), and tropospheric ozone (O₃)—and investigates the interactions between tropospheric ozone and climate dynamics.The third chapter focuses on the case of Greece, specifically the Attica Basin, analyzing pollution sources and current mitigation strategies. The fourth chapter addresses the physiological and histological structures of the human respiratory system, including airway anatomy, pulmonary lymphatic tissue, and alveolar architecture, as a basis for understanding pollutant impact. The fifth chapter discusses the effects of air pollutants—O₃, NOx, SO₂, CO, and PM₁₀—on human health, particularly respiratory function. It explores exposure pathways, mechanisms of action in asthmatic individuals, particle retention and absorption, and the body’s clearance and inactivation processes. Additionally, it examines the implications of air pollution for conditions such as asthma, chronic obstructive pulmonary disease (COPD), and bronchiectasis, and extends the analysis to cardiovascular effects. The final chapter presents the original research component of the thesis, including the analysis of measured air pollution data and its association with respiratory function parameters among residents of various areas in the Attica Basin, Greece.

Στο πρώτο κεφάλαιο της διατριβής αναλύονται τα βασικά στοιχεία του φαινομένου της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, οι πηγές και οι τύποι της. Επιπλέον, εξετάζεται το ζήτημα της διάχυσης της ρύπανσης, ο σημαντικός ρόλος της ατμόσφαιρας και οι βασικές λειτουργίες της, η κατακόρυφη δομή της καθώς και η κατανομή της θερμοκρασίας σε συνάρτηση με το ύψος από την επιφάνεια της θάλασσας. Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται στα οξείδια του αζώτου (NOx), στα οξείδια του θείου (SOx), στο μονοξείδιο του άνθρακα (CO), στα ατμοσφαιρικά σωματίδια (PM) και στο τροποσφαιρικό όζον (O₃), στην προέλευσή του, καθώς και στη σχέση και την αλληλεπίδραση του τροποσφαιρικού όζοντος με το κλίμα. Το τρίτο κεφάλαιο εστιάζει στο πρόβλημα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην Ελλάδα και συγκεκριμένα στο Λεκανοπέδιο της Αττικής. Αναλύονται οι πηγές ρύπανσης στην περιοχή και τα σχεδιαζόμενα μέτρα για τη μείωση των επιπέδων ατμοσφαιρικής ρύπανσης, με έμφαση στο τροποσφαιρικό όζον. Το τέταρτο κεφάλαιο ασχολείται αποκλειστικά με τις επιπτώσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στον ανθρώπινο οργανισμό. Περιγράφονται αναλυτικά η ανατομία του αναπνευστικού συστήματος, η ιστολογία των αεραγωγών, του λεμφικού ιστού των πνευμόνων και του κυψελιδικού ιστού. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύεται η λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος και η έκθεση του ανθρώπου σε υψηλές συγκεντρώσεις ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Περιγράφονται οι επιδράσεις του τροποσφαιρικού όζοντος (O₃), των οξειδίων του αζώτου (NOx), του διοξειδίου του θείου (SO₂), του μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και των ατμοσφαιρικών σωματιδίων (PM₁₀) στον ανθρώπινο οργανισμό, καθώς και η ευπάθεια των πληθυσμιακών ομάδων στην ατμοσφαιρική ρύπανση. Ειδικότερα, αναλύονται οι πιθανοί μηχανισμοί επίδρασης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στα ασθματικά άτομα, η φυσική ιστορία του άσθματος, οι μηχανισμοί κατακράτησης ή εναπόθεσης των εισπνεόμενων ουσιών, η απορρόφηση των αιωρούμενων σωματιδίων, η διεισδυτικότητά τους στο αναπνευστικό σύστημα και οι μηχανισμοί κάθαρσης και αδρανοποίησης των εισπνεόμενων ουσιών. Επιπλέον, γίνεται αναφορά σε φαινόμενα όπως ο συριγμός, η χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια(ΧΑΠ), οι βρογχεκτασίες και οι διάφορες μορφές αλλεργιών που οφείλονται στη ρύπανση της ατμόσφαιρας. Η ατμοσφαιρική ρύπανση επηρεάζει όχι μόνο το αναπνευστικό αλλά και το καρδιαγγειακό σύστημα, προκαλώντας σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία. Το τελευταίο κεφάλαιο της διατριβής παρουσιάζει το πρωτότυπο ερευνητικό της σκέλος, το οποίο περιλαμβάνει την ανάλυση των δεδομένων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και τη συσχέτισή τους με τις παραμέτρους της αναπνευστικής λειτουργίας σε κατοίκους διαφόρων περιοχών του Λεκανοπεδίου Αττικής. Στο ειδικό μέρος της μελέτης επιβεβαιώνεται η ύπαρξη στατιστικά σημαντικής αρνητικής συσχέτισης μεταξύ των χρόνιων αποφρακτικών νοσημάτων και των παραμέτρων της αναπνευστικής λειτουργίας με τα επίπεδα ατμοσφαιρικής ρύπανσης στον πληθυσμό των υπό μελέτη περιοχών. Τα ευρήματα αυτά αναδεικνύουν τον επιβαρυντικό ρόλο της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στη λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος καθώς και στη δημόσια υγεία.