Meer dan de helft van alle aan de luchtkwaliteit gerelateerde vroege sterfgevallen in de Verenigde Staten zijn het gevolg van emissies die afkomstig zijn van buiten de staat waarin die sterfgevallen plaatsvinden, MIT-onderzoekers rapporteren in het tijdschrift Natuur .

Het onderzoek richt zich op de jaren tussen 2005 en 2018 en volgt de verbrandingsemissies van verschillende vervuilende stoffen uit verschillende sectoren, kijkend naar elke staat in de aangrenzende Verenigde Staten, van seizoen tot seizoen en van jaar tot jaar.

In het algemeen, de onderzoekers ontdekken dat wanneer luchtvervuiling in één staat wordt gegenereerd, de helft van die vervuiling wordt de lucht in geblazen en door de wind over de staatsgrenzen gedragen, om de gezondheidskwaliteit van inwoners van buiten de staat te beïnvloeden en hun risico op vroegtijdig overlijden te vergroten.

Opwekking van elektriciteit levert de grootste bijdrage aan sterfgevallen door vervuiling buiten de staat, de bevindingen suggereren. In 2005, bijvoorbeeld, sterfgevallen veroorzaakt door zwaveldioxide uitgestoten door schoorstenen van elektriciteitscentrales kwamen in meer dan 75 procent van de gevallen voor in een andere staat.

bemoedigend, de onderzoekers ontdekten dat sinds 2005, vroege sterfgevallen als gevolg van luchtvervuiling zijn aanzienlijk gedaald. Ze documenteerden een daling van 30 procent in 2018 in vergelijking met 2005, gelijk aan ongeveer 30, 000 vermeden vroege sterfgevallen, of mensen die niet vroegtijdig stierven als gevolg van vervuiling. In aanvulling, het percentage sterfgevallen dat optreedt als gevolg van emissies in andere staten daalt - van 53 procent in 2005 naar 41 procent in 2018.

Misschien verrassend, deze vermindering van grensoverschrijdende vervuiling lijkt ook verband te houden met de opwekking van elektriciteit:in de afgelopen jaren is Regelgeving zoals de Clean Air Act van het Environmental Protection Agency en andere veranderingen hebben ertoe bijgedragen dat de uitstoot van deze sector in het hele land aanzienlijk is teruggedrongen.

De onderzoekers waarschuwen, echter, dat vandaag, emissies van andere sectoren dragen in toenemende mate bij tot schadelijke grensoverschrijdende vervuiling.

"Regelgevers in de VS hebben behoorlijk goed werk verricht door eerst het belangrijkste te raken, dat is stroomopwekking, door de uitstoot van zwaveldioxide drastisch te verminderen, en er is een enorme verbetering, zoals we in de resultaten zien, " zegt studieleider Steven Barrett, een universitair hoofddocent luchtvaart en ruimtevaart aan het MIT. "Nu lijkt het erop dat andere emissiesectoren belangrijk worden. Om verdere vooruitgang te boeken, we moeten ons gaan concentreren op wegvervoer en commerciële en residentiële emissies."

Barrett's co-auteurs op het papier zijn Sebastian Eastham, een onderzoekswetenschapper aan het MIT; Irene Dedoussi, voorheen een MIT-afgestudeerde student en nu een assistent-professor aan de Technische Universiteit Delft; en Erwan Monier, voorheen een MIT-onderzoeker en nu een assistent-professor aan de Universiteit van Californië in Davis. Het onderzoek was een samenwerking tussen MIT's Laboratory for Aviation and the Environment en het MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change.

Dood en de matrix

Wetenschappers weten al lang dat vervuiling geen grenzen kent, een van de belangrijkste voorbeelden is zure regen.

"Het is in Europa al meer dan 30 jaar bekend dat elektriciteitscentrales in Engeland zure regen zouden veroorzaken die de vegetatie in Noorwegen zou aantasten, maar er is geen systematische manier om vast te leggen hoe dat zich vertaalt naar effecten op de menselijke gezondheid, ' zegt Barrett.

In het geval van de Verenigde Staten, volgen hoe vervuiling van de ene staat een andere staat beïnvloedt, was historisch lastig en rekenkundig moeilijk, zegt Barrett. Voor elk van de 48 aangrenzende staten, onderzoekers zouden emissies van en naar de rest van de 47 staten moeten volgen.

"Maar nu zijn er moderne rekentools waarmee je deze beoordelingen op een veel efficiëntere manier kunt doen, "zegt Barrett. "Vroeger was dat niet echt mogelijk."

Hij en zijn collega's ontwikkelden dergelijke tools, gebaseerd op fundamenteel werk van Daven Henze aan de Universiteit van Colorado in Boulder, om bij te houden hoe elke staat in de aangrenzende VS de vervuiling en gezondheidsresultaten in elke andere staat beïnvloedt. Ze keken naar meerdere soorten verontreinigende stoffen, zoals zwaveldioxide, ozon, en fijne deeltjes, uit verschillende emissiesectoren, inclusief opwekking van elektriciteit, goederenvervoer over de weg, marinier, het spoor, en luchtvaart, en commerciële en residentiële bronnen, met tussenpozen van elk uur van het jaar.

Ze verkregen eerst emissiegegevens van elk van de zeven sectoren voor de jaren 2005, 2011, en 2018. Vervolgens gebruikten ze het GEOS-Chem atmosferisch-chemietransportmodel om te volgen waar deze emissies terechtkwamen, van seizoen tot seizoen en van jaar tot jaar, gebaseerd op windpatronen en de chemische reacties van een verontreinigende stof op de atmosfeer. Eindelijk, ze gebruikten een epidemiologisch afgeleid model om de blootstelling van een bevolking aan verontreinigende stoffen en het risico op vroegtijdig overlijden te relateren.

"We hebben deze multidimensionale matrix die de impact karakteriseert van de emissies van een staat van een bepaalde economische sector van een bepaalde verontreinigende stof op een bepaald moment, op de gezondheidsresultaten van een andere staat, " zegt Barrett. "We kunnen erachter komen, bijvoorbeeld, hoeveel NOx-emissies van het wegvervoer in Arizona in juli van invloed zijn op de menselijke gezondheid in Texas, en we kunnen die berekeningen meteen doen."

Vervuiling importeren

De onderzoekers ontdekten ook dat emissies die uit de staat reizen, de gezondheid van inwoners meer dan onmiddellijk kunnen beïnvloeden, naburige staten.

"Het is niet per se alleen de aangrenzende staat, maar stelt meer dan 1, 000 mijl afstand die kan worden beïnvloed, " zegt Barrett. "Verschillende soorten emissies hebben een ander soort bereik."

Bijvoorbeeld, elektrische stroomopwekking heeft het grootste bereik, omdat energiecentrales verontreinigende stoffen tot ver in de atmosfeer kunnen brengen, waardoor ze lange afstanden kunnen afleggen. In tegenstelling tot, commerciële en residentiële sectoren stoten over het algemeen verontreinigende stoffen uit die chemisch niet zo lang in de atmosfeer blijven.

"Het verhaal is voor elke vervuiler anders, ' zegt Barrett.

In het algemeen, de onderzoekers ontdekten dat luchtvervuiling buiten de staat werd geassocieerd met meer dan de helft van alle aan vervuiling gerelateerde vroege sterfgevallen in de VS van 2005 tot 2018.

Wat betreft de impact op individuele staten, het team ontdekte dat veel van de noordelijke staten in het Midwesten, zoals Wyoming en North Dakota, "netto-exporteurs" zijn van milieugerelateerde gezondheidseffecten, deels omdat de bevolking daar relatief laag is en de uitstoot die deze staten genereren door de wind naar andere staten wordt meegevoerd. Die stelt dat de gezondheidseffecten van "import" meestal langs de oostkust liggen, in het pad van de Amerikaanse winden die naar het oosten waaien.

New York in het bijzonder is wat de onderzoekers "de grootste importeur van sterfgevallen door luchtvervuiling" noemen; 60 procent van de vroege sterfgevallen als gevolg van luchtvervuiling is het gevolg van emissies buiten de staat.

"Er is een groot archief met gegevens die we van dit project hebben gemaakt, " zegt Barrett. "We denken dat er veel dingen zijn waar beleidsmakers zich in kunnen verdiepen, om een ​​pad uit te stippelen om de meeste levens te redden."