Pölykulho 1930-luvulla oli yksi 1900-luvun pahimmista ympäristökatastrofeista. Voimakkaat pölymyrskyt surmasivat hellittämättä Yhdysvaltojen eteläisiä tasangoja aiheuttaen vakavia ekologisia vaurioita, pakottaen 2, 5 miljoonaa ihmistä poistumaan alueelta ja vaativat numeroimatonta henkeä, pääasiassa "pölykeuhkokuumeesta".
Tutkimukset ovat osoittaneet, että katastrofia ruokkivat vakavat kuivuudet ja liian viljellyt maat. Ihmisen toiminnan aiheuttama ilmastonmuutos lisää nykyään kuivuutta useilla alueilla ympäri maailmaa.
Ympäristön terveyden, ilman pilaantumisen ja ilmastonmuutoksen risteyksessä työskentelevinä tutkijoina halusimme tietää, kuinka kasvavat kuivuusolosuhteet ja väestönkasvu USA: n lounaisosassa voivat vaikuttaa ilman pölytasoon ja kansanterveyteen.
Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa arvioimme, että jos maailma pysyy nykyisellä kasvihuonekaasupäästöjen tiellä, hienojen pölytasojen nousu voi lisätä ennenaikaisia kuolemia 130 prosentilla ja kolminkertaista sairaalahoitoa hienon pölyaltistuksen takia tällä alueella.
**********
Jos maailman kasvihuonekaasupäästöjä ei vähennetä jyrkästi, tutkijat ennustavat, että Yhdysvaltain lounaisosa - jo maan kuumin ja kuivin alue - kokee tulevina vuosikymmeninä ennennäkemättömän monikymmenvuotisen ”megakuivuuden”.
Nyt on selvää, että lyhytaikainen ja pitkäaikainen altistuminen ilmassa oleville hiukkasille, mukaan lukien pöly, aiheuttaa suuria terveysriskejä. Vaikutukset vaihtelevat sairaalahoitoon lisääntyneestä ennenaikaisen kuoleman riskistä johtuen pääasiassa sydän- ja verisuonitauteista ja hengityselinten häiriöistä.
Tutkimuksessamme ”pöly” tarkoittaa maaperästä peräisin olevia ilmassa olevia hiukkasia, joita syntyy tuulen eroosiosta tai ihmisen toiminnasta, kuten viljelytoiminnoista tai matkoista päällystämättömillä teillä. Mahdolliset alle 0, 05 millimetriä olevat hiukkaspartikkelit - karkeasti ihmisen hiuksen leveys - voidaan nostaa ilmaan. Keskityimme hiukkasiin, jotka ovat pienempiä kuin 0, 0025 millimetriä (2, 5 mikronia) ja joita kutsutaan yhdessä hienoiksi hiukkasiksi (PM). Tämä pieni hiukkas pysyy ilmassa pidempään ja aiheuttaa suurimman haitan ihmisten terveydelle, koska ne voivat tunkeutua syvälle keuhkoihin.
Vuosikymmenien ajan kulkeneet epidemiologiset tutkimukset ovat vakiinnuttaneet yhteyden pienille hiukkasille altistumisen ja haitallisten terveysvaikutusten välillä. Vaikka lisätutkimuksia tarvitaankin hienojen hiukkasten muodostavien erilaisten materiaalien, joihin sisältyy myös fossiilisten polttoaineiden polttamisen ja muiden teollisten lähteiden päästöt, vaikutuksen ja vaikutusten erottamiseksi, todisteiden mukaan pöly on merkittävä tekijä.
Esimerkiksi piidioksidin, joka muodostaa noin 60 prosenttia tuulenpuhallusta aavikon pölystä, tiedetään aiheuttavan kroonista keuhkotulehdusta, keuhkosyöpää ja autoimmuunisairauksia. Pöly voi kuljettaa myös maaperän kautta leviäviä taudinaiheuttajia ja myrkyllisiä vieraita aineita laajoilla alueilla. USA: n lounaisosassa pölyjaksot on liitetty laaksokuumeen ja arseenimyrkytyksiin.
Hienot hiukkaset ovat paljon pienempiä kuin ihmisen hiukset. (-EPA) **********
Yhdysvaltojen lounaisosassa, josta suurin osa koostuu aavikoista ja kuivista alueista, on maan korkein ilmassa esiintyvän pölyn määrä. Ensimmäinen tutkittamme kysymys oli, kuinka erilaisissa hydrologisissa järjestelmissä, kuten pintamaissa, jokien poistoalueilla ja pohjavesien varastoissa, esiintyvät kuivuusolosuhteet ovat vaikuttaneet viime vuosina ilmassa leviävän hienon pölyn määrään.
Analysoimalla tietoja, jotka on kerätty vuosina 2000-2015 35 seurantapaikalla Arizonassa, Coloradossa, New Mexico ja Utahissa, havaitsimme, että kussakin seurantapaikalla havaitut hienojen pölytasojen vuosittaiset muutokset tapahtuivat synkronoidusti. Tämä kuvio viittaa siihen, että hienojen pölytasojen suuriin muutoksiin liittyy yksi tai useampi syy.
Itse huomasimme, että nämä muutokset korreloivat merkittävästi maaperän kosteusolosuhteiden kanssa koko Lounais-Amerikan lounaisosassa. Vuosia, joissa hienopölytasot olivat normaalia korkeampia, leimasi myös normaalia kuivempi maaperän kosteus alueilla, jotka ulottuvat Chihuahuanin, Mojaven ja Sonoranin aavikille, eteläisille Ison tasangon ja Coloradon tasangolle.
Tutkimukset ovat osoittaneet, että näiden alueiden pölypäästöt tulevat pääasiassa autiomaa-alueilta, kuivilta järvenpohjoilta, aiemmin palaneilta alueilta ja maista, joita maataloustoiminta ja fossiilisten polttoaineiden kehitys ovat häirinneet. Tuloksemme ovat johdonmukaisia aiempien kenttätutkimusten kanssa, jotka osoittavat, että maaperän kosteus voi hallita pölypäästöjä moduloimalla kasvillisuuden peittämistä ja maaperän vakautta.
Kesäkuun alussa 2018 kuivuus vaikutti 27 prosenttiin 48 alemmasta osavaltiosta. (NIDIS) **********
Seuraavassa vaiheessa määrittelimme hienon pölytason ja siihen liittyvien kansanterveydellisten vaikutusten mahdolliset tulevat muutokset kahdessa erilaisessa ilmastomuutoksen skenaariossa, joita käytettiin hallitustenvälisen ilmastomuutospaneelin viidennessä arviointikertomuksessa. Raportin ns. Pahimmassa tapauksessa on tunnusomaista, että kasvihuonekaasupäästöt ovat vähentyneet, kasvavat ajan myötä. "Parhaimmassa tapauksessa" tarvitaan päästöjä dramaattisesti vähentämään ilmaston lämpenemisen pitämistä alle kahden celsiusasteen.
Ensinnäkin käytimme lämpötilan ja sademäärien ennusteita vuosille 2076-2095 22 ilmastomallin kokonaisuudesta yhdessä johdettujen pölyn ja maaperän kosteussuhteiden kanssa kvantifioidaksemme tulevat pölyn muutokset, jotka johtuvat kuivuuden olosuhteiden muuttumisesta kahden ilmastoskenaarion yhteydessä. Koska ilmastomallimalleissa on eroja, suuren joukon niiden avulla voimme mitata tulosten luotettavuuden.
Sitten arvioimme tuloksena olevat kansanterveydelliset vaikutukset soveltamalla suhteita, jotka on saatu tutkimuksista, jotka ovat kvantifioineet ennenaikaisten kuolemien ja sairaalahoitojen riskin lisääntymisen Yhdysvaltojen edustavissa väestöryhmissä, jotka johtuvat altistumisesta hienolle PM: lle. Näissä laskelmissa otimme myös huomioon ennusteet lounaisen väestönkasvusta ja muuttuvasta herkkyydestä taudeille.
31. maaliskuuta 2017 paksut pölypurkaukset levisivät satoja kilometrejä Meksikon pohjoisesta Texasiin ja New Mexicoon. Lähde näytti olevan pääasiassa viljelysmaata lähellä Meksikon kaupunkia Janosia. (NASA: n maan observatorio) Pahimmassa tapauksessa - polulla, jolla olemme parhaillaan - hienojen pölytasojen lounaisosat voivat nousta 30 prosentilla tämän vuosisadan loppuun mennessä nykyarvoihin verrattuna. Tämä johtaisi ennenaikaisten kuolemien lisääntymiseen 130 prosentilla ja sairaalahoitojen lisääntymiseen 300 prosentilla hienolle pölyaltistukselle.
Jopa parhaimman mahdollisen ilmastonmuutoksen skenaarion mukaan oletamme, että hieno pölytaso voi nousta alueella 10 prosentilla. Tämä nousu lisäisi ennenaikaisten kuolemien määrää ja sairaalahoitoa hienon pölyaltistuksen vuoksi vastaavasti 20 prosenttia ja 60 prosenttia nykypäivän arvoihin verrattuna.
Tässä yhteydessä on syytä huomata, että tarkastelimme vain tulevien kuivuusolosuhteiden yksittäisiä vaikutuksia. Muutokset muissa tekijöissä, kuten tuulen nopeudessa ja ihmisen maankäytössä, voivat parantaa tai vaimentaa tuloksia.
**********
Muut tutkijat ovat löytäneet tutkimuksellemme samanlaisia tuloksia muualla maailmassa. Tutkijat ovat esimerkiksi osoittaneet, että pölymyrskyjen esiintymistä Kiinassa ja Saudi-Arabiassa säätelevät sateet tai maaperän kosteus ympäröivillä alueilla, joihin kuuluvat syrjäiset autiomaat ja kuiva-alueet.
Nykyään kuivakuidut muodostavat 41 prosenttia maailman kokonaispinta-alasta, ja niissä asuu noin 2, 1 miljardia ihmistä. Maailman nykyisellä kasvihuonekaasupäästöradalla kuivuudet lisääntyvät ja kuivumiset laajenevat osiin Etelä-Amerikkaa, Afrikkaa, Australiaa ja Välimerta. Tuloksemme korostavat ilmastomuutoksen mahdollisuutta pahentaa ilmanlaatuongelmia monilla kuivilla alueilla ympäri maailmaa - yksi monista ilmastonmuutoksen uhista ihmisten terveydelle ja hyvinvoinnille.
Tämä artikkeli on alun perin julkaistu keskustelussa.
Ploy Pattanun Achakulwisut, tutkijatohtori, George Washington University
Loretta Mickley, kemian ja ilmaston vuorovaikutusten vanhempi tutkija, Harvardin yliopisto
Susan Anenberg, ympäristö-, työterveys- ja globaalin terveyden apulaisprofessori, George Washington University
