https://frosthead.com

Jak může „Mega sucho“ způsobené změnou klimatu poškodit lidské zdraví

Mísa na prach ve 30. letech byla jednou z nejhorších ekologických katastrof 20. století. Intenzivní prachové bouře vytrvale bušily do jižní Velké planiny Spojených států, způsobovaly vážné ekologické škody, nutily 2, 5 milionu lidí opustit region a požadovaly nečíslované životy, hlavně z „prachové pneumonie“.

Výzkum ukázal, že tato katastrofa byla poháněna kombinací těžkých období sucha a přerostlé půdy. Dnes změna klimatu způsobená lidskými činy zvyšuje výskyt sucha ve více regionech po celém světě.

Jako vědci pracující na křižovatkách zdraví životního prostředí, znečištění ovzduší a změny klimatu jsme chtěli vědět, jak zvyšující se sucho a růst populace na jihozápadě USA mohou ovlivnit úroveň prachu ve vzduchu a veřejné zdraví.

V nedávno zveřejněné studii odhadujeme, že pokud svět zůstane na své současné cestě k emisím skleníkových plynů, zvyšující se hladina jemného prachu by mohla zvýšit předčasné úmrtí o 130 procent a trojnásobná hospitalizace kvůli vystavení jemného prachu v této oblasti.

**********

Nebudou-li globální emise skleníkových plynů výrazně sníženy, vědci předpokládají, že jihozápad USA - již nejteplejší a nejsušší oblast v zemi - zažije v nadcházejících desetiletích nebývalý „desetiměsíční sucho“.

Nyní je dobře známo, že krátkodobé a dlouhodobé vystavení částicím ve vzduchu, včetně prachu, představují hlavní zdravotní rizika. Účinky sahají od zvýšeného přijetí do nemocnice až po vyšší riziko předčasné smrti, zejména v důsledku kardiovaskulárních a respiračních poruch.

V naší studii se „prach“ vztahuje na vzdušné částice pocházející z půdy generované větrnou erozí nebo lidskou činností, jako jsou zemědělské operace nebo cestování po nezpevněných silnicích. Jakékoli částice půdy menší než 0, 05 milimetru - zhruba šířka lidského vlasu - mohou být povzneseny do vzduchu. Zaměřili jsme se na částice menší než 0, 0025 milimetru (2, 5 mikronů), které jsou společně označovány jako „jemné“ částice (PM). Částice tohoto malého pobytu ve vzduchu déle a způsobují největší poškození lidského zdraví, protože mohou proniknout hluboko do plic.

Desetiletí epidemiologického výzkumu pevně prokázala souvislost mezi expozicí jemným PM a nepříznivými účinky na zdraví. Přestože je zapotřebí více výzkumu, aby bylo možné rozlišit účinnost a účinky různých materiálů, které tvoří jemné částice PM, mezi něž patří i emise ze spalování fosilních paliv a jiných průmyslových zdrojů, existují důkazy, že prach je významným přispěvatelem.

Je například známo, že oxid křemičitý, který tvoří asi 60 procent prachu z pouštní větru, způsobuje chronický zánět plic, rakovinu plic a autoimunitní onemocnění. Prach také může transportovat půdní patogeny a toxické kontaminanty přes velké plochy. Na americkém jihozápadě byly epizody prachu spojeny s ohnisky horečky dolních končetin a otravou arzenem.

Jemné částice jsou mnohem menší než lidské vlasy. Jemné částice jsou mnohem menší než lidské vlasy. (USEPA)

**********

Jihozápadní USA, z nichž velká část se skládá z pouští a suchých oblastí, mají nejvyšší úroveň vzdušného prachu. První otázkou, kterou jsme zkoumali, bylo to, jak v posledních letech ovlivňovaly hladiny suchého vzduchu, které se vyskytují v různých hydrologických systémech, jako jsou povrchové půdy, oblasti vypouštění řek a skladování podzemních vod, hladiny jemného prachu.

Analýzou údajů shromážděných v letech 2000–2015 na 35 monitorovacích stanovištích v Arizoně, Coloradu, Novém Mexiku a Utahu jsme zjistili, že meziroční změny hladin jemného prachu pozorované na každém monitorovacím stanovišti měly sklon k synchronizaci. Tento vzor naznačuje, že existuje jedna nebo více běžných příčin rozsáhlých změn hladin jemného prachu.

Ve skutečnosti jsme zjistili, že tyto změny významně korelovaly s podmínkami vlhkosti půdy v jihozápadní Severní Americe. Roky s vyšší než normální hladinou jemného prachu byly také poznamenány suchší než normální vlhkostí půdy v oblastech rozkládajících se na pouštích Chihuahuan, Mojave a Sonoran, na jižní Velké nížině a na plošině Colorado.

Studie ukázaly, že emise prachu v těchto regionech pocházejí především z pouštních oblastí, suchých jezerních jezer, dříve vypálených oblastí a půdy narušené zemědělskou činností a rozvojem fosilních paliv. Naše zjištění jsou v souladu s předchozími terénními studiemi, které ukazují, že vlhkost půdy může regulovat emise prachu modulací vegetačního krytu a stability půdy.

Na začátku června 2018 zasáhlo sucho 27 procent nižších 48 států. Na začátku června 2018 zasáhlo sucho 27 procent nižších 48 států. (NIDIS)

**********

V našem dalším kroku jsme kvantifikovali možné budoucí změny v hladinách jemného prachu a související dopady na veřejné zdraví ve dvou různých scénářích změny klimatu použitých ve Páté hodnotící zprávě Mezivládního panelu pro změnu klimatu. Takzvaný scénář „nejhoršího případu“ ve zprávě je charakterizován neustálým zvyšováním emisí skleníkových plynů v čase. Ve scénáři „nejlepšího případu“ je nutné, aby dramatické snížení emisí udržovalo globální oteplování pod dvěma stupni Celsia.

Nejprve jsme pomocí projekcí teploty a srážek pro roky 2076–2095 ze souboru 22 klimatických modelů ve spojení s našimi odvozenými vztahy mezi prachem a půdou vytvořili kvantifikaci budoucích změn v prachu způsobených měnícími se podmínkami sucha ve dvou klimatických scénářích. Protože mezi projekcemi klimatických modelů existují rozdíly, jejich použití nám umožňuje posoudit robustnost výsledků.

Výsledné dopady na veřejné zdraví jsme poté odhadli použitím vztahů vycházejících ze studií, které kvantifikovaly zvýšení rizika předčasných úmrtí a hospitalizací v reprezentativních populacích v USA v důsledku expozice jemným PM. Při těchto výpočtech jsme také brali v úvahu projekce růstu populace pro jihozápad a měnící se zranitelnost vůči nemocem.

husté oblaky prachu 31. března 2017 se husté oblaky prachu rozprostírajly stovky kilometrů od severního Mexika do Texasu a Nového Mexika. Zdrojem se zdála hlavně zemědělská půda v blízkosti mexického města Janos. (NASA Earth Observatory)

Podle nejhoršího scénáře - cesty, na které se nyní pohybujeme - by se hladina jemného prachu na jihozápadě mohla do konce tohoto století zvýšit o 30 procent ve srovnání se současnými hodnotami. To by mělo za následek 130% nárůst předčasných úmrtí a 300% zvýšení hospitalizací způsobených expozicí jemného prachu.

I v případě nejlepšího scénáře zmírňování změny klimatu předpokládáme, že se hladina jemného prachu v regionu může zvýšit o 10 procent. Toto zvýšení by zvýšilo předčasné úmrtí a přijetí do nemocnice kvůli vystavení jemného prachu o 20 procent, respektive 60 procent, ve srovnání s dnešními hodnotami.

Zde stojí za zmínku, že jsme se podívali pouze na izolovaný účinek budoucích podmínek sucha. Změny v dalších faktorech, jako je rychlost větru a využití lidské půdy, mohou zlepšit nebo tlumit naše výsledky.

**********

Ostatní vědci našli výsledky podobné naší studii v jiných částech světa. Vědci například ukázali, že výskyt prachových bouří v Číně a Saúdské Arábii je modulován dešťovou srážkou nebo půdní vlhkostí v okolních regionech, mezi něž patří vzdálené pouště a sucha.

Dnes tvoří suché oblasti 41 procent celkové rozlohy světa a jsou domovem přibližně 2, 1 miliardy lidí. Na současných trajektoriích emisí skleníkových plynů na světě se zintenzivňují sucha a sucho se bude rozšiřovat v částech Jižní Ameriky, Afriky, Austrálie a Středozemního moře. Naše zjištění poukazují na to, že změna klimatu může zhoršit problémy s kvalitou ovzduší v mnoha obydlených vyprahlých oblastech po celém světě - jedna z mnoha hrozeb, které změna klimatu představuje pro lidské zdraví a pohodu.


Tento článek byl původně publikován v The Conversation. Konverzace

Ploy Pattanun Achakulwisut, postdoktorand, Univerzita George Washingtona

Loretta Mickley, vedoucí výzkumného pracovníka v oblasti chemie-klimatických interakcí, Harvardská univerzita

Susan Anenberg, docentka životního prostředí a ochrany zdraví při práci a globálního zdraví, Univerzita George Washingtona

Jak může „Mega sucho“ způsobené změnou klimatu poškodit lidské zdraví