Kanak-kanak melompat di atas trampolin apabila wap naik dari loji janakuasa arang batu di Adamsville, Ala., pada tahun 2021. Andrew Caballero-Reynolds / AFP melalui Getty Images
Zarah pencemaran udara daripada loji janakuasa arang batu lebih berbahaya kepada kesihatan manusia daripada yang disedari oleh ramai pakar, dan ia lebih daripada dua kali lebih mungkin menyumbang kepada kematian pramatang sebagai zarah pencemaran udara daripada sumber lain, kajian baharu menunjukkan.
Dalam kajian itu, yang diterbitkan dalam jurnal Science, saya dan rakan sekerja memetakan bagaimana pelepasan loji janakuasa arang batu AS bergerak melalui atmosfera, kemudian mengaitkan pelepasan setiap loji janakuasa dengan rekod kematian rakyat Amerika berusia lebih 65 tahun di Medicare.
Keputusan kami menunjukkan bahawa bahan pencemar udara yang dikeluarkan daripada loji janakuasa arang batu dikaitkan dengan hampir setengah juta kematian pramatang warga tua Amerika dari 1999 hingga 2020.
Ini adalah angka yang mengejutkan, tetapi kajian itu juga mempunyai berita baik: Kematian tahunan yang dikaitkan dengan loji janakuasa arang batu AS telah jatuh dengan mendadak sejak pertengahan tahun 2000-an kerana peraturan persekutuan memaksa pengendali untuk memasang penyental emisi dan banyak utiliti menutup loji arang batu sepenuhnya.
Pada tahun 1999, 55,000 kematian disebabkan oleh pencemaran udara arang batu di AS, menurut penemuan kami. Menjelang 2020, jumlah itu telah jatuh kepada 1,600.
Di AS, arang batu dialihkan oleh gas asli dan tenaga boleh diperbaharui untuk menjana elektrik. Walau bagaimanapun, secara global, penggunaan arang batu adalah dijangka meningkat pada tahun-tahun akan datang. Ini menjadikan keputusan kami lebih mendesak untuk difahami oleh pembuat keputusan global semasa mereka membangunkan dasar masa depan.
Pencemaran udara arang batu: Apa yang menjadikannya begitu teruk?
Satu kajian penting pada tahun 1990-an, dikenali sebagai Kajian Enam Bandar Harvard, mengaitkan zarah bawaan udara kecil yang dipanggil PM2.5 kepada peningkatan risiko kematian awal. Kajian lain telah mengaitkan PM2.5 dengan penyakit paru-paru dan jantung, kanser, demensia dan penyakit lain.
Berikutan penyelidikan itu, Agensi Perlindungan Alam Sekitar mula mengawal kepekatan PM2.5 pada tahun 1997 dan telah menurunkan had yang boleh diterima dari semasa ke semasa.
PM2.5 – zarah yang cukup kecil untuk disedut jauh ke dalam paru-paru kita – datang daripada beberapa sumber berbeza, termasuk pembakaran petrol dalam kenderaan dan asap daripada kebakaran kayu dan loji janakuasa. Ia adalah terdiri daripada ramai bahan kimia yang berbeza.
Arang batu juga merupakan campuran banyak bahan kimia - karbon, hidrogen, sulfur, malah logam. Apabila arang batu dibakar, semua bahan kimia ini dipancarkan ke atmosfera sama ada sebagai gas atau zarah. Sesampai di sana, mereka diangkut oleh angin dan berinteraksi dengan bahan kimia lain yang sudah ada di atmosfera.
Akibatnya, sesiapa sahaja di bawah angin loji arang batu mungkin menghirup koktel bahan kimia yang kompleks, masing-masing mempunyai potensi kesannya sendiri terhadap kesihatan manusia.
Mengesan arang batu PM2.5
Untuk memahami risiko pelepasan arang batu kepada kesihatan manusia, kami menjejaki bagaimana pelepasan sulfur dioksida daripada setiap 480 loji janakuasa arang batu terbesar AS yang beroperasi pada bila-bila masa sejak 1999 bergerak dengan angin dan bertukar menjadi zarah kecil - arang batu PM2.5. Kami menggunakan sulfur dioksida kerana kesan kesihatannya yang diketahui dan penurunan drastik dalam pelepasan sepanjang tempoh kajian.
Kami kemudian menggunakan model statistik untuk memautkan pendedahan PM2.5 arang batu kepada rekod Medicare hampir 70 juta orang dari 1999 hingga 2020. Model ini membenarkan kami mengira bilangan kematian yang dikaitkan dengan PM2.5 arang batu.
Dalam model statistik kami, kami mengawal sumber pencemaran lain dan mengambil kira banyak faktor risiko lain yang diketahui, seperti status merokok, meteorologi tempatan dan tahap pendapatan. Kami menguji pelbagai pendekatan statistik yang kesemuanya menghasilkan keputusan yang konsisten. Kami membandingkan keputusan model statistik kami dengan keputusan sebelumnya menguji kesan kesihatan PM2.5 daripada sumber lain dan mendapati bahawa PM2.5 daripada arang batu adalah dua kali lebih berbahaya daripada PM2.5 daripada semua sumber lain.
Bilangan kematian yang dikaitkan dengan loji janakuasa individu bergantung kepada pelbagai faktor - berapa banyak loji itu mengeluarkan, cara angin bertiup dan berapa ramai orang yang bernafas dalam pencemaran. Malangnya, utiliti AS menempatkan banyak loji mereka di atas angin pusat populasi utama di Pantai Timur. Tapak ini menguatkan impak tumbuhan ini.
Dalam alat dalam talian interaktif, pengguna boleh melihat anggaran kematian tahunan kami yang dikaitkan dengan setiap loji janakuasa AS dan juga melihat bagaimana jumlah tersebut telah menurun dari semasa ke semasa di kebanyakan loji arang batu AS.
Kisah kejayaan AS dan masa depan global arang batu
Jurutera telah mereka bentuk penyental yang berkesan dan peranti kawalan pencemaran lain yang boleh mengurangkan pencemaran daripada loji janakuasa arang batu selama beberapa tahun. Dan juga EPA mempunyai peraturan khusus untuk menggalakkan utiliti yang menggunakan arang batu untuk memasangnya, dan kebanyakan kemudahan yang tidak memasang penyental telah ditutup.
Hasilnya adalah dramatik: Pembebasan sulfur dioksida menurun kira-kira 90% dalam kemudahan yang melaporkan memasang penyental. Di seluruh negara, pelepasan sulfur dioksida menurun 95% sejak 1999. Menurut pengiraan kami, kematian yang disebabkan oleh setiap kemudahan yang memasang penyental atau penutupan menurun secara drastik.
Memandangkan kemajuan dalam teknik fracking mengurangkan kos gas asli, dan peraturan menjadikan loji arang batu lebih mahal, utiliti mula menggantikan arang batu dengan gas asli tumbuhan dan tenaga boleh diperbaharui. Peralihan kepada gas asli – bahan api fosil yang lebih bersih daripada arang batu tetapi masih merupakan gas rumah hijau menyumbang kepada perubahan iklim – membawa kepada pengurangan pencemaran udara yang lebih jauh.
Hari ini, arang batu menyumbang kira-kira 27% tenaga elektrik di AS, turun dari 56% pada tahun 1999.
Walau bagaimanapun, secara global, prospek arang batu adalah bercampur-campur. Sementara AS dan negara lain menuju ke arah masa depan dengan jumlah arang batu yang jauh lebih sedikit, Agensi Tenaga Antarabangsa menjangkakan penggunaan arang batu global akan meningkat melalui sekurang-kurangnya 2025.
Kajian kami dan lain-lain sepertinya menjelaskan bahawa peningkatan penggunaan arang batu akan membahayakan kesihatan manusia dan iklim. Menggunakan sepenuhnya kawalan pelepasan dan beralih ke arah yang boleh diperbaharui adalah cara yang pasti untuk mengurangkan kesan negatif arang batu.
Lucas Henneman, Penolong Profesor Kejuruteraan, George Mason University
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku tentang Persekitaran daripada senarai Penjual Terbaik Amazon
"Musim Bunga Senyap"
oleh Rachel Carson
Buku klasik ini merupakan mercu tanda dalam sejarah alam sekitar, menarik perhatian kepada kesan berbahaya racun perosak dan kesannya terhadap alam semula jadi. Kerja Carson membantu memberi inspirasi kepada pergerakan alam sekitar moden dan kekal relevan hari ini, sambil kami terus bergelut dengan cabaran kesihatan alam sekitar.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Bumi Tidak Boleh Didiami: Kehidupan Selepas Pemanasan"
oleh David Wallace-Wells
Dalam buku ini, David Wallace-Wells menawarkan amaran keras tentang kesan buruk perubahan iklim dan keperluan mendesak untuk menangani krisis global ini. Buku ini menggunakan penyelidikan saintifik dan contoh dunia nyata untuk memberikan pandangan yang serius tentang masa depan yang kita hadapi jika kita gagal mengambil tindakan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Kehidupan Tersembunyi Pokok: Apa Yang Mereka Rasa, Bagaimana Mereka Berkomunikasi? Penemuan dari Dunia Rahsia"
oleh Peter Wohlleben
Dalam buku ini, Peter Wohlleben meneroka dunia pokok yang menarik dan peranannya dalam ekosistem. Buku ini menggunakan penyelidikan saintifik dan pengalaman Wohlleben sendiri sebagai ahli hutan untuk menawarkan pandangan tentang cara kompleks pokok berinteraksi antara satu sama lain dan dunia semula jadi.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Rumah Kami Terbakar: Pemandangan Keluarga dan Planet Dalam Krisis"
oleh Greta Thunberg, Svante Thunberg, dan Malena Ernman
Dalam buku ini, aktivis iklim Greta Thunberg dan keluarganya menawarkan akaun peribadi tentang perjalanan mereka untuk meningkatkan kesedaran tentang keperluan mendesak untuk menangani perubahan iklim. Buku ini menyediakan akaun yang kuat dan mengharukan tentang cabaran yang kita hadapi dan keperluan untuk bertindak.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Kepupusan Keenam: Sejarah Tidak Semulajadi"
oleh Elizabeth Kolbert
Dalam buku ini, Elizabeth Kolbert meneroka kepupusan besar-besaran berterusan spesies yang disebabkan oleh aktiviti manusia, menggunakan penyelidikan saintifik dan contoh dunia nyata untuk memberikan pandangan yang mendalam tentang kesan aktiviti manusia terhadap alam semula jadi. Buku ini menawarkan seruan tindakan yang menarik untuk melindungi kepelbagaian hidupan di Bumi.
