Купата за прах през 30-те години на миналия век беше една от най-тежките екологични бедствия на 20-ти век. Интензивните прашни бури безмилостно заливаха южните Големи равнини на Съединените щати, нанасяйки тежки екологични щети, принуждавайки 2, 5 милиона души да напуснат региона и да искат неброени животи, главно от „прахова пневмония“.
Изследванията показват, че това бедствие е било подхранвано от комбинация от силни засушавания и прекалено обработвани земи. Днес изменението на климата, обусловено от човешките действия, засилва появата на суша в множество региони по света.
Като изследователи, работещи в пресечната точка на здравето на околната среда, замърсяването на въздуха и изменението на климата, искахме да знаем как увеличаването на условията на суша и нарастването на населението в югозапада на САЩ може да повлияе на нивата на прах във въздуха и общественото здраве.
В наскоро публикувано проучване изчисляваме, че ако светът остане на сегашния си път на емисиите на парникови газове, повишаването на нивата на финия прах може да увеличи преждевременната смърт с 130 процента и тройната хоспитализация поради излагане на фин прах в този регион.
**********
Ако глобалните емисии на парникови газове не бъдат рязко намалени, учените предвиждат, че югозападът на САЩ - вече най-горещият и най-сух регион на страната - ще преживее безпрецедентни „десетилетия“ мегасуши през следващите десетилетия.
Вече е добре разбрано, че краткосрочните и дългосрочни експозиции на частици, пренасяни във въздуха, включително прах, представляват големи рискове за здравето. Ефектите варират от увеличен прием в болница до по-висок риск от преждевременна смърт, главно поради сърдечно-съдови и респираторни разстройства.
В нашето проучване „прах“ се отнася до частици, получени във въздуха, генерирани от вятърна ерозия или човешки дейности, като селскостопански операции или пътуване по непроходими пътища. Всякакви почвени частици, по-малки от 0, 05 милиметра - приблизително широчината на човешката коса - могат да се издигнат във въздуха. Фокусирахме се върху частици, по-малки от 0, 0025 милиметра (2, 5 микрона), които са общо известни като „фини“ прахови частици (ПМ). Частиците този малък остават във въздуха по-дълго и причиняват най-голяма вреда за човешкото здраве, тъй като те могат да проникнат дълбоко в белите дробове.
Десетилетията на епидемиологичните изследвания твърдо установяват връзка между излагането на фин ПМ и неблагоприятните последици за здравето. Въпреки че са необходими повече изследвания, за да се разграничат потентността и ефектите на различни материали, съставляващи фин ПМ, които включват също и емисии от изгарянето на изкопаеми горива и други промишлени източници, данните показват, че прахът има значителен принос.
Например, силициев диоксид, който съставлява около 60 процента от вятърния пустинен прах, е известно, че предизвиква хронично възпаление на белите дробове, рак на белия дроб и автоимунни заболявания. Прахът също може да транспортира патогени, причинени от почвата и токсични замърсители, на големи площи. В американския югозапад епизодите на прах са свързани с огнища на долна треска и отравяне с арсен.
Фините прахови частици са много по-малки от човешката коса. (USEPA) **********
Югозападната част на САЩ, голяма част от която се състои от пустини и суши, има най-високите нива на прах във въздуха в страната. Първият въпрос, който изследвахме, беше как през последните години условията на суша, възникнали в различни хидрологични системи, като повърхностни почви, райони на заустване на реки и съхранение на подземни води, влияят на нивата на финия прах във въздуха.
Анализирайки данни, събрани между 2000–2015 г. на 35 места за наблюдение в Аризона, Колорадо, Ню Мексико и Юта, установихме, че промените в годините на нивата на финия прах, наблюдавани на всеки мониторингов обект, се наблюдават синхронизирано. Този модел предполага, че има една или повече често срещани причини за големи промени в нивата на финия прах.
Всъщност открихме, че тези промени са значително свързани с условията на почвената влага в Югозападна Северна Америка. Годините с по-високи от нормалните нива на фин прах също бяха белязани от по-суха от нормалната почвена влага в райони, обхващащи пустините Чихуахуан, Мохаве и Соноран, южните Големи равнини и платото Колорадо.
Проучванията показват, че емисиите на прах в тези региони идват предимно от пустинни райони, сухи езерни кори, предварително изгорени области и земи, нарушени от селскостопански дейности и развитие на изкопаеми горива. Нашите открития са в съответствие с предишни полеви проучвания, показващи, че влагата на почвата може да контролира емисиите от прах чрез модулиране на растителната покривка и стабилността на почвата.
В началото на юни 2018 г. сушата засегна 27 процента от долните 48 щата. (NIDIS) **********
В следващата си стъпка ние количествено преценихме потенциалните бъдещи промени в нивата на финия прах и свързаните с тях въздействия върху общественото здраве при два различни сценария на изменението на климата, използвани в Петия доклад за оценка на Междуправителствения панел по изменението на климата. Така нареченият „най-лош“ сценарий в доклада се характеризира с несъкратени, увеличаващи се емисии на парникови газове с течение на времето. В сценария с „най-добрия случай“ са необходими драматични съкращения на емисиите, за да се задържа глобалното затопляне под два градуса по Целзий.
Първо, ние използвахме прогнози за температура и валежи за 2076-2095 г. от ансамбъл от 22 климатични модела във връзка с произведените от нас прахо-почвени връзки за влага, за да изчислим бъдещите промени в праха поради променящите се условия на суша при двата климатични сценария. Тъй като има различия между прогнозите за климатичните модели, използването на голяма група от тях ни позволява да преценим стабилността на резултатите.
След това изчислихме последващите въздействия върху общественото здраве, като приложихме взаимоотношения, направени от проучвания, които количествено увеличават риска от преждевременна смърт и хоспитализации в представителното население на САЩ поради излагане на фина ПМ. В тези изчисления взехме предвид и прогнозите за нарастване на населението за Югозапад и промяна на уязвимостта към болести.
На 31 март 2017 г. гъсти струи прах се простират на стотици километри от северно Мексико до Тексас и Ню Мексико. Изглежда, че източникът е предимно земеделска земя в близост до мексиканския град Янос. (Земна обсерватория на НАСА) При най-лошия сценарий - по пътя, по който вървим в момента, нивата на финия прах в Югозапада могат да се увеличат с 30 процента до края на този век в сравнение с днешните стойности. Това би довело до 130-процентово увеличение на преждевременната смърт и до 300 процента увеличение на приема в болници, което се дължи на излагането на фин прах.
Дори при сценария за смекчаване на климата в най-добрия случай, ние предвиждаме, че нивата на финия прах в региона могат да се увеличат с 10 процента. Това увеличение би увеличило преждевременната смърт и приемането в болница поради излагане на фин прах съответно с 20% и 60% в сравнение с днешните стойности.
Тук си струва да се отбележи, че разгледахме само изолирания ефект от бъдещите условия на суша. Промените в други фактори, като например скоростта на вятъра и използването на човешката земя, могат да подобрят или заглушат нашите резултати.
**********
Други изследователи са открили резултати, подобни на нашето изследване в други части на света. Например, изследователите показаха, че появата на прашни бури в Китай и Саудитска Арабия се модулира от валежите или почвената влага в околните региони, които включват отдалечени пустини и сухи зони.
Днес сухите зони представляват 41 процента от общата земна площ в света и са дом на около 2, 1 милиарда души. По настоящата траектория на емисиите на парникови газове в света ще се засилят сушите и ще се разширят сухите зони в части от Южна Америка, Африка, Австралия и Средиземноморието. Нашите открития подчертават потенциала на изменението на климата да влоши проблемите с качеството на въздуха в много населени сухи региони по света - една от многото заплахи, породени от изменението на климата за здравето и благополучието на хората.
Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation.
Ploy Pattanun Achakulwisut, учен докторат, университет Джордж Вашингтон
Лорета Микли, старши научен сътрудник по взаимодействия между химията и климата, Харвардския университет
Сюзън Аненберг, доцент по екологично и професионално здраве и глобално здраве, университет Джордж Вашингтон
