Study of the PM10 levels in Ouargla city: health impact implication

Abstract

Desert-origin atmospheric particles with an aerodynamic diameter of less than 10 µm(PM10) are among the most significant natural pollutants affecting air quality in arid and semi-arid re-gions, particularly in North Africa and areas frequently impacted by sand and dust storms. The study of these particles is of particular importance due to their ability to be transported over long distances and their potential impacts on public health, ecosystems, and local and regional climate. This work aims to provide a comprehensive review of suspended desert PM10 par-ticles by examining their physical characteristics, natural sources, emission mechanisms, and atmospheric transport processes. The study also investigates the meteorological and climatic factors controlling the variability of PM10 concentrations, including wind speed and direction, atmospheric stability, and surface characteristics, as well as their role in the generation and transport of desert dust. In addition, special attention is given to the major environmental and health impacts associated with exposure to elevated PM10 concentrations, particularly respira-tory and cardiovascular diseases, reduced visibility, and air quality deterioration. Furthermore, the review presents various techniques used for measuring and monitoring particulate matter, including ground-based monitoring stations, remote sensing observations, and atmospheric rea-nalysis products widely employed in environmental and climate studies. Previous studies have demonstrated that desert regions constitute a major source of atmospheric dust and that the temporal and spatial variations of PM10 concentrations are closely linked to prevailing climatic conditions and the intensity of dust events. The findings of this review emphasize the impor-tance of continuous monitoring of desert particles and a better understanding of their temporal and spatial dynamics in order to improve air quality assessment and mitigate their adverse ef-fects on human health and the environment. Moreover, they provide valuable support for future research related to climate change and extreme atmospheric phenomena. PM10 .

Les particules atmosphériques d’origine désertique dont le diamètre aérodynamique est in-férieur à 10 µm(PM10) figurent parmi les principaux polluants naturels affectant la qualité de l’air dans les régions arides et semi-arides, en particulier en Afrique du Nord et dans les zones fréquemment exposées aux tempêtes de sable et de poussière. L’étude de ces particules revêt une importance particulière en raison de leur capacité à être transportées sur de longues distances ainsi que de leurs effets potentiels sur la santé publique, les écosystèmes et le climat à l’échelle locale et régionale. Ce travail vise à présenter une revue complète des particules désertiques en suspension PM10 à travers l’examen de leurs caractéristiques physiques, de leurs sources naturelles ainsi que des mécanismes d’émission et de transport atmosphérique. L’étude analyse également les facteurs météorologiques et climatiques contrôlant la variabilité des concentra-tions de PM10, tels que la vitesse et la direction du vent, la stabilité atmosphérique et les ca-ractéristiques de la surface, ainsi que leur rôle dans la mise en suspension et le transport des poussières désertiques. En outre, une attention particulière est accordée aux principaux impacts environnementaux et sanitaires liés à l’exposition à des concentrations élevées de ces parti-cules, notamment les maladies respiratoires et cardiovasculaires, la réduction de la visibilité et la dégradation de la qualité de l’air. Par ailleurs, cette revue présente les différentes techniques de mesure et de surveillance des particules en suspension, notamment les stations de mesure au sol, les observations par télédétection et les produits de réanalyse atmosphérique largement utilisés dans les études climatiques et environnementales. Les études antérieures ont montré que les régions désertiques constituent une source majeure de poussières atmosphériques et que les variations temporelles et spatiales des concentrations de PM10 sont étroitement liées aux conditions climatiques dominantes et à l’intensité des phénomènes poussiéreux. Les résultats de cette revue soulignent l’importance de poursuivre la surveillance des particules désertiques et d’améliorer la compréhension de leur dynamique temporelle et spatiale afin de mieux évaluer la qualité de l’air et de réduire leurs effets négatifs sur la santé humaine et l’environnement. Ils contribuent également au développement des recherches futures relatives au changement clima-tique et aux phénomènes atmosphériques extrêmes

تعد الجسيمات العالقة ذات القطر الديناميكي الهوائي الأقل من 10 ميكرومتر (PM₁₀) من أهم ملوثات الهواء في المناطق الصحراوية، نظراً لارتباطها المباشر بالعواصف الغبارية وبقدرتها على الانتقال لمسافات طويلة والتأثير في صحة الإنسان والبيئة. وتهدف هذه الدراسة إلى تحليل التباين الزمني لتركيزات الجسيمات الصحراوية PM₁₀ في مدينة ورقلة خلال الفترة الممتدة من 2015 إلى 2024، مع تقييم آثارها الصحية المحتملة وإبراز العوامل المناخية المؤثرة في تغيراتها.اعتمدت الدراسة على بيانات إعادة التحليل الجوي الصادرة عن خدمة مراقبة الغلاف الجوي الأوروبية (CAMS)، حيث تم استخراج ومعالجة السلاسل الزمنية لتركيزات PM₁₀ وتحليلها على المقاييس السنوية والفصلية والشهرية، بهدف تحديد الاتجاهات العامة والفترات الأكثر تعرضاً لارتفاع مستويات الغبار الجوي. كما تم ربط التغيرات المسجلة بالخصائص المناخية السائدة في المنطقة الصحراوية، خاصة نشاط الرياح، وارتفاع درجات الحرارة، وتكرار العواصف الرملية والغبارية.أظهرت النتائج وجود تذبذب واضح في تركيزات PM₁₀ خلال فترة الدراسة، مع تسجيل قيم مرتفعة خلال فصلي الربيع والصيف نتيجة زيادة نشاط الرياح وتواتر الظواهر الغبارية، في حين لوحظ انخفاض نسبي خلال الفصول الأخرى. كما بينت النتائج أن البيئة الصحراوية لمدينة ورقلة تمثل عاملاً رئيسياً في ارتفاع مستويات هذه الجسيمات، مما يؤثر بشكل مباشر في جودة الهواء ويزيد من مخاطر التعرض لأمراض الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية، خاصة لدى الفئات الحساسة من السكان.وتؤكد هذه الدراسة أهمية المراقبة المستمرة للجسيمات العالقة PM₁₀ وفهم ديناميكيتها الزمنية من أجل تحسين تقييم جودة الهواء ودعم استراتيجيات الحد من آثار التلوث الجوي، بما يسهم في حماية الصحة العامة وتعزيز التنمية المستدامة في المناطق الصحراوية