2021年、アラバマ州アダムズビルの石炭発電所から蒸気が立ち上る中、トランポリンに飛び乗る子供たち。 Andrew Caballero-Reynolds / AFP via Getty Images
石炭火力発電所から発生する大気汚染粒子は、多くの専門家が認識している以上に人間の健康に有害であり、 早死に寄与する可能性がXNUMX倍以上 他の発生源からの大気汚染粒子として、新しい研究が証明しています。
サイエンス誌に掲載されたこの研究では、同僚と私は米国の石炭火力発電所の排出物がどのように大気中を移動するかをマッピングし、各発電所の排出物とメディケアに加入している65歳以上のアメリカ人の死亡記録を関連付けた。
私たちの研究結果は、石炭火力発電所から放出された大気汚染物質が、1999 年から 2020 年にかけて XNUMX 万人近くの米国高齢者の早期死亡に関連していることを示唆しています。
これは驚異的な数字ですが、この研究には朗報もあります。米国の石炭火力発電所に関連する年間死亡者数は、2000 年代半ば以降急激に減少しています。 連邦規制によりオペレーターに強制 排出ガス除去装置を設置し、多くの電力会社が石炭火力発電所を完全に停止した。
私たちの調査結果によると、1999 年には米国で石炭による大気汚染が原因で 55,000 人が死亡しました。 2020 年までに、その数は 1,600 に減少しました。
米国では、発電用として石炭が天然ガスや再生可能エネルギーに取って代わられつつあります。 しかし、世界的に見て石炭の使用量は 増加すると予測される 今後数年のうちに。 そのため、世界の意思決定者が将来の政策を策定する際に、私たちの結果を理解することがさらに緊急になっています。
石炭大気汚染: 何がそんなにひどいのでしょうか?
として知られる 1990 年代の画期的な研究 ハーバード大学六都市研究は、PM2.5と呼ばれる小さな浮遊粒子を早期死亡のリスク増加に結び付けました。 その後、他の研究では PM2.5 と 肺や心臓の病気、がん, 重度の聴覚障害者が、認知症 そして他の病気。
この調査を受けて、環境保護庁は、 2.5年にPM1997濃度の規制を開始 そして時間の経過とともに許容限界を引き下げてきました。
PM2.5 – 肺の奥まで吸い込まれるほど小さい粒子 – は、車両内のガソリンの燃焼、薪の火災や発電所からの煙など、いくつかの異なる発生源から発生します。 それは たくさんのもので構成されている さまざまな化学物質。
石炭には多くの化学物質が混合されています。 炭素、水素、硫黄、金属さえも。 石炭が燃えると、 これらすべての化学物質 ガスまたは粒子として大気中に放出されます。 そこに到達すると、それらは風によって運ばれ、既に大気中に存在する他の化学物質と相互作用します。
その結果、石炭火力発電所の風下にいる人は、それぞれ人間の健康に潜在的な影響を及ぼす可能性のある化学物質の複雑な混合物を呼吸している可能性があります。
石炭PM2.5の追跡
石炭排出が人間の健康に及ぼすリスクを理解するために、私たちは、480 年以降に稼働している米国最大の 1999 の石炭火力発電所のそれぞれから排出される二酸化硫黄がどのように風に乗って小さな粒子になったかを追跡しました。 石炭PM2.5。 二酸化硫黄は健康への影響が知られており、研究期間中の排出量が大幅に減少するため、二酸化硫黄を使用しました。
次に、統計モデルを使用して、2.5 年から 70 年までの約 1999 万人のメディケア記録と石炭 PM2020 曝露を関連付けました。このモデルにより、石炭 PM2.5 に関連する死亡者数を計算することができました。
私たちの統計モデルでは、他の汚染源を管理し、喫煙状況、地域の気象、収入レベルなど、他の多くの既知のリスク要因を考慮しました。 私たちは複数の統計的アプローチをテストしましたが、いずれも一貫した結果が得られました。 統計モデルの結果を次のものと比較しました。 以前の結果 他の発生源からの PM2.5 の健康への影響をテストしたところ、石炭からの PM2.5 は他のすべての発生源からの PM2.5 の XNUMX 倍有害であることがわかりました。
個々の発電所に関連する死亡者数は、発電所が排出する量、風が吹く方向、汚染物質を吸い込む人の数など、複数の要因によって決まります。 残念ながら、米国の電力会社は多くの発電所を東海岸の主要な人口密集地の風上に設置しました。 この立地により、これらの植物の影響が増幅されました。
で インタラクティブなオンラインツール、ユーザーは、米国の各発電所に関連する年間死亡者数の推定値を検索し、米国のほとんどの石炭火力発電所でその数が時間の経過とともにどのように減少したかを確認することもできます。
米国の成功事例と石炭の世界的な将来
エンジニアはこれまで、 効果的なスクラバーの設計 石炭火力発電所からの汚染を数年間削減できるその他の汚染防止装置。 そしてその EPAには規則がある 特に石炭を使用していた電力会社にスクラバーの設置を奨励するためであり、スクラバーを設置しなかった施設のほとんどは閉鎖されている。
その結果は劇的でした: 二酸化硫黄の排出 約90%減少 スクラバーの設置を報告した施設では。 全国的に、二酸化硫黄の排出量は 95 年以来 1999% 減少しました。私たちの集計によると、スクラバーを設置したり閉鎖した各施設に起因する死亡者数は大幅に減少しました。
水圧破砕技術の進歩により天然ガスのコストが下がり、規制により石炭火力発電所の運営コストが上昇したため、 電力会社は石炭を天然ガスに置き換え始めた 植物と再生可能エネルギー。 天然ガスへの移行 – 石炭よりもクリーンに燃焼する化石燃料ですが、依然として温室効果ガスです 気候変動への貢献 – さらなる大気汚染の削減につながりました。
現在、石炭は米国の電力の約 27% を占めています。 56年の1999％から減少.
しかし、世界的に石炭の見通しはまちまちだ。 米国やその他の国が石炭の大幅な削減に向けて進んでいる一方で、国際エネルギー機関は 世界の石炭使用量が増加すると予想している 少なくとも2025年までは。
私たちの研究や他の同様の研究は、石炭使用の増加が人間の健康と気候に悪影響を与えることを明らかにしています。 排出規制を最大限に活用し、再生可能エネルギーへの転換は、石炭の悪影響を軽減する確実な方法です。
ルーカス・ヘネマン, 工学部助教, ジョージメイソン大学
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