”Toinen loistava päivä, ilma niin herkullinen keuhkoille kuin nektari kielelle” - John Muir, Ensimmäinen kesäni Sierrassa (1911)
Suurin osa amerikkalaisista yhdistää Yhdysvaltain kansallispuistot turmeltumattomiin ympäristöihin, jotka edustavat luonnon parasta. Kansallispuistopalvelun perustaneen vuoden 1916 laissa kongressi antoi uuden viraston tehtäväksi suojella maisemia ja luonnollisia ja historiallisia esineitä sekä niiden villieläimiä ja huolehtia siitä, että nautit siitä samalla tavalla ja sellaisin keinoin kuin tulee jätä heidät moitteettomiksi tulevien sukupolvien nauttimiseen. "
Mutta viime vuosisadan aikana on tullut entistä vaikeampaa suojata puistoja ihmisten toiminnan vaikutuksilta niiden rajojen ulkopuolella. Vuonna 2015 National Parks Conservation Association, kansallinen puolustusryhmä, julkaisi rakkulointiraportin, joka antoi monille suosituille puistoille huonot arvosanat epäterveelliselle ilmalle, sameudelle ja ilmastonmuutoksen vaikutuksille.
Äskettäin Science Advances -julkaisussa analysoimme otsonitasoja, puistoissa yleisimmin seurattavia pilaavia aineita, ja niiden vaikutuksia käynteihin 33 kansallispuistossa vuosina 1990 - 2014. Tutkittuihin kohteisiin kuului suosittuja puistoja, kuten Acadia, Grand Canyon, Suuri savuinen vuori, Joshua Tree, Sequoia ja Kings Canyon ja Yosemite. Havaitsimme, että vaikka kaupungeissa oli kerran enemmän "huonoja ilmapäiviä", joissa otsonitasot olivat epäterveellisiä kuin kansallispuistoissa, nykyään puistoissa ja metroalueilla on käytännössä sama määrä epäterveellisiä otsonipäiviä vuodessa keskimäärin. Havaitsimme myös, että puistovierailut laskevat korkeilla otsonipäivillä - etenkin kesällä ja syksyllä, jolloin otsonin huipputasot yleensä esiintyvät.
Suuntaukset otsonipitoisuuksissa ja epäterveellisissä otsonipäivissä. (A) Keskimääräiset vuosittaiset päivittäiset 8 tunnin otsonipitoisuudet. (B) Keskimääräiset keskimääräiset päivittäiset 8 tunnin otsonipitoisuudet kesällä. (C) Keskimääräiset päivät vuodessa, kun päivittäiset 8 tunnin otsonipitoisuudet ovat yli 70 ppb. (D) Epäterveelliset otsonipäivät Sequoian kansallispuistossa ja Los Angelesin metroalueella. (Keizer et al., Science Advances eaat1613, 18. heinäkuuta 2018, CC BY-NC) **********
Sääntelytoimilla kansallispuistojen suojelemiseksi on pitkä historia. Puhdasta ilmaa koskevissa vuosien 1977 ja 1990 muutoksissa puistot on nimetty liittovaltion luokan I alueiksi, ja niille annetaan erityiset ilmanlaadun ja näkyvyyden suojaukset.
Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston vuonna 1999 laatima alueellinen utuussääntö lisäsi näitä suojauksia vaatimalla valtioita kehittämään ja toteuttamaan suunnitelmia näkyvyyden ja ilmanlaadun parantamiseksi puistoissa ja erämaa-alueilla.
Nämä sääntelytoimet ovat kuitenkin kiihdyttäneet kiistanalaista keskustelua ja oikeudenkäyntejä. Ympäristöryhmät väittävät, että nämä toimenpiteet eivät ole riittävän tiukkoja, kun taas jotkut valtiot ja teollisuudenalat kutsuvat niitä liian kalliiksi.
Katse länteen Shenandoahin kansallispuiston parranajokotelosta selkeinä (vasemmalla) ja utuina (oikealla) päivinä. (NPS) Suurimpia puistojen ilmansaasteiden lähteitä ovat voimalaitokset, autot ja teollisuuslaitokset. Toisin kuin muista epäpuhtauksista, jotka pääsee suoraan näistä lähteistä, kuten rikkidioksidi tai lyijy, otsoni on toissijainen pilaava aine. Se muodostuu ilmakehässä kemiallisten reaktioiden kautta typen oksidien, haihtuvien orgaanisten yhdisteiden ja auringonvalon välillä. Typpioksidit ovat peräisin tavanomaisista kaupunkien pilaantumislähteistä, mutta biogeeniset lähteet, kuten puut, ovat itse asiassa suurin haihtuvien orgaanisten yhdisteiden lähde, teollisuuslähteiden ja autojen yläpuolella.
Otsonin pilaantuminen on vakava uhka ihmisten terveydelle ja ympäristölle. Se on liitetty lisääntyneisiin hengitysoireisiin, sairaalahoitoon ja kuolleisuuteen. Se korreloi myös huonoon näkyvyyteen puistoissa ja voi vahingoittaa herkkiä kasvilajeja.
**********
Yllätykseemme havaitsimme suurimman osan tutkimusjaksostamme, että kansallispuistojen keskimääräiset vuosittaiset otsonipitoisuudet olivat melkein samat kuin suurkaupunkialueilla. Kesäajat ja epäterveellisten päivien ilmaantuvuus kertoivat kuitenkin toisen tarinan.
Koska otsonia muodostuu auringonvalossa, tasot ovat yleensä korkeimmat kuumina, aurinkoisina päivinä. Kun otsonitasot ylittävät kansallisen standardin, joka on tällä hetkellä 70 osaa miljardista, paikallis- ja aluehallinnot voivat antaa hälytyksiä tai kehottaa ihmisiä välttämään ulkoilua.
Terve (yläosa) ja otsonivaurioitunut (pohja) tulppaanipuun (keltainen poppeli) lehdet. (NPS) Vuonna 1990 kaupungeissa oli keskimäärin paljon enemmän huonon otsonin päiviä kuin kansallispuistoissa. Mutta vuosikymmenen aikana kesäkeskon otsoni ja epäterveelliset otsonipäivät huononivat kansallispuistoissa. Vuoteen 2000 mennessä kansallispuistojen otsonitasot olivat keskimäärin hyvin samanlaiset kuin suurkaupunkialueilla. Tämän kasvun selittäminen oli tutkimuksen ulkopuolella. Kansallispuistopalvelun mukaan kansallispuistojen pilaantuminen voi johtua monista lähteistä, kuten voimalaitoksista, teollisuuslähteistä, ajoneuvojen päästöistä ja tulipaloista.
2000-luvun alusta lähtien otsonitasot ovat parantuneet sekä kansallispuistoissa että suurkaupunkialueilla. Mutta huonoja ilmapäiviä esiintyy edelleen. Keskimäärin tutkituista alueista metroalueilla on tällä hetkellä 18 epäterveellistä otsonipäivää vuodessa, kun taas puistoissa on 16.
**********
Jotta voimme nähdä, vastasivatko vierailijat muuttuviin otsonitasoihin puistoissa, sovitimme kansallispuiston palvelun kuukausittaiset käyntitiedot eri kuukausittaisten otsonitasojen mittauksiin. Havaitsimme, että otsonipitoisuuksien nousu yhdellä prosentilla liittyi keskimäärin yhden prosentin vähenemiseen puistoissa käymissä. Tämä vastaus oli selvinnyt kesällä ja syksyllä, jolloin sekä vierailut että keskimääräiset otsonitasot ovat korkeimmat.
Miksi vierailut vähenevät, kun otsoni on korkea? Näemme kaksi mahdollisuutta. Ensinnäkin vierailijat saattavat olla huolissaan haitoista heidän terveyttään. Toiseksi näkyvyys on tyypillisesti huonoa, kun otsonitasot ovat korkeat, koska otsoni osallistuu ilman kemiallisiin reaktioihin, jotka voivat muodostaa sameutta.
Löysimme vahvempia todisteita siitä, että terveysongelmat pitävät vierailijat poissa. Puistovierailulla on vahva negatiivinen korrelaatio epäterveellisten otsonipäivien ilmaantuvuuteen, mikä johtuu ehkä korkean tason mukana seuraavista ilmanlaatuvaroituksista.
NEUVONTA: #alueen odotetaan olevan epäterveellistä kaikille tänään @SequoiaKingsNPS (Ash Mountainin sisäänkäynti) juurella ja sen ympäristössä https://t.co/A9JkmMb5yE
- Sequoia Kings Air (@SequoiaKingsAir) 17. heinäkuuta 2018
**********
Koko Yhdysvaltojen otsonitasot laskivat 31 prosenttia vuosien 1980 ja 2016 välillä. Kaupunkien asukkaat ja kansallispuistojen turistit kokevat kuitenkin epäterveellisiä otsonitasoja kaksi tai kolme viikkoa vuodessa. Altistuminen korkealle otsonitasolle voi olla erityisen haitallista kansallispuistoissa, koska otsonin terveysvaikutukset ovat suurempia liikunnan aikana, kuten retkeily, reppu tai kalliokiipeily.
Vaikka havaitsimme, että jotkut ihmiset vähentävät vierailujaan epäterveellisinä päivinä, huomasimme silti, että vuodesta 1990 lähtien korkean otsonin aikana on tapahtunut lähes 80 miljoonaa vierailijapäivää. Tämä viittaa siihen, että ilmanlaadun parantaminen Yhdysvaltain kansallispuistoissa voisi tuottaa merkittäviä etuja ihmisten terveydelle.
Tämä artikkeli on alun perin julkaistu keskustelussa.
David Keizer, apulaisprofessori, Iowa State University
Gabriel E. Lade, apulaisprofessori, Iowa State University
Ivan Rudik, soveltuvan talouden apulaisprofessori, Cornell University
