أطفال يقفزون على الترامبولين بينما يتصاعد البخار من محطة لتوليد الطاقة بالفحم في آدامزفيل، ألاباما، في عام 2021. Andrew Caballero-Reynolds / AFP عبر Getty Images
تعد جزيئات تلوث الهواء الناتجة عن محطات الطاقة التي تعمل بالفحم أكثر ضررا على صحة الإنسان مما أدركه العديد من الخبراء، وهو كذلك بالفعل أكثر من ضعف احتمال المساهمة في الوفيات المبكرة كما تظهر جزيئات تلوث الهواء من مصادر أخرى، حسبما أظهر بحث جديد.
في الدراسة التي نشرت في مجلة Science، قمت أنا وزملائي برسم خريطة لكيفية انتقال انبعاثات محطات توليد الطاقة بالفحم في الولايات المتحدة عبر الغلاف الجوي، ثم ربطنا انبعاثات كل محطة طاقة بسجلات الوفيات للأمريكيين الذين تزيد أعمارهم عن 65 عامًا في برنامج Medicare.
تشير نتائجنا إلى أن ملوثات الهواء المنبعثة من محطات توليد الطاقة بالفحم كانت مرتبطة بما يقرب من نصف مليون حالة وفاة مبكرة بين الأمريكيين المسنين في الفترة من 1999 إلى 2020.
إنه رقم مذهل، لكن الدراسة تحمل أيضًا أخبارًا جيدة: فقد انخفضت الوفيات السنوية المرتبطة بمحطات الطاقة التي تعمل بالفحم في الولايات المتحدة بشكل حاد منذ منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، حيث اللوائح الفيدرالية تجبر المشغلين لتركيب أجهزة تنقية الانبعاثات وأغلقت العديد من المرافق محطات الفحم بالكامل.
وفي عام 1999، كانت 55,000 ألف حالة وفاة تعزى إلى تلوث الهواء الناتج عن الفحم في الولايات المتحدة، وفقاً للنتائج التي توصلنا إليها. وبحلول عام 2020، انخفض هذا العدد إلى 1,600.
وفي الولايات المتحدة، يتم استبدال الفحم بالغاز الطبيعي والطاقة المتجددة لتوليد الكهرباء. ومع ذلك، فإن استخدام الفحم على مستوى العالم هو أمر شائع من المتوقع أن تزيد في السنوات القادمة. وهذا يجعل النتائج التي توصلنا إليها أكثر إلحاحاً بالنسبة لصناع القرار العالميين لكي يفهموها أثناء وضعهم للسياسات المستقبلية.
تلوث الهواء الناتج عن الفحم: ما الذي يجعله سيئًا للغاية؟
دراسة تاريخية في التسعينيات، والمعروفة باسم دراسة هارفارد ست مدنوربطت جزيئات صغيرة محمولة بالهواء تسمى PM2.5 بزيادة خطر الوفاة المبكرة. وقد ربطت دراسات أخرى منذ ذلك الحين PM2.5 بالـ أمراض الرئة والقلب والسرطان, الخرف وأمراض أخرى.
وبعد هذا البحث، وكالة حماية البيئة بدأت في تنظيم تركيزات PM2.5 في عام 1997 وخفض الحد المقبول مع مرور الوقت.
PM2.5 - جزيئات صغيرة بما يكفي لاستنشاقها عميقا في رئتينا - تأتي من عدة مصادر مختلفة، بما في ذلك احتراق البنزين في المركبات والدخان الناتج عن حرائق الأخشاب ومحطات الطاقة. إنها تتكون من الكثير مواد كيميائية مختلفة.
الفحم هو أيضًا مزيج من العديد من المواد الكيميائية - الكربون والهيدروجين والكبريت وحتى المعادن. عندما يتم حرق الفحم، كل هذه المواد الكيميائية تنبعث إلى الغلاف الجوي إما على شكل غازات أو جزيئات. وبمجرد وصولها إلى هناك، يتم نقلها عن طريق الرياح وتتفاعل مع المواد الكيميائية الأخرى الموجودة بالفعل في الغلاف الجوي.
ونتيجة لذلك فإن أي شخص في اتجاه الريح في مصنع للفحم ربما يتنفس مزيجا معقدا من المواد الكيميائية، ولكل منها تأثيرات محتملة على صحة الإنسان.
تتبع الفحم PM2.5
لفهم المخاطر التي تشكلها انبعاثات الفحم على صحة الإنسان، قمنا بتتبع كيفية انتقال انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت من كل من أكبر 480 محطة لتوليد الطاقة بالفحم في الولايات المتحدة والتي تعمل في أي وقت منذ عام 1999 مع الرياح وتحولها إلى جزيئات صغيرة - الفحم PM2.5. استخدمنا ثاني أكسيد الكبريت بسبب آثاره الصحية المعروفة والانخفاض الكبير في الانبعاثات خلال فترة الدراسة.
ثم استخدمنا نموذجًا إحصائيًا لربط التعرض للفحم PM2.5 بسجلات الرعاية الطبية لما يقرب من 70 مليون شخص من عام 1999 إلى عام 2020. وقد سمح لنا هذا النموذج بحساب عدد الوفيات المرتبطة بالفحم PM2.5.
في نموذجنا الإحصائي، سيطرنا على مصادر التلوث الأخرى وأخذنا في الاعتبار العديد من عوامل الخطر المعروفة الأخرى، مثل حالة التدخين والأرصاد الجوية المحلية ومستوى الدخل. لقد اختبرنا أساليب إحصائية متعددة أسفرت جميعها عن نتائج متسقة. قمنا بمقارنة نتائج نموذجنا الإحصائي مع النتائج السابقة اختبار التأثيرات الصحية لـ PM2.5 من مصادر أخرى ووجدت أن PM2.5 من الفحم هو ضعف ضرر PM2.5 من جميع المصادر الأخرى.
يعتمد عدد الوفيات المرتبطة بمحطات الطاقة الفردية على عوامل متعددة، مثل مقدار انبعاثات المحطة، واتجاه هبوب الرياح، وعدد الأشخاص الذين يتنفسون التلوث. ولسوء الحظ، قامت المرافق الأمريكية بوضع العديد من محطاتها في اتجاه اتجاه الريح من المراكز السكانية الرئيسية على الساحل الشرقي. أدى هذا الموقع إلى تضخيم تأثيرات هذه النباتات.
في أداة تفاعلية على الإنترنت، يمكن للمستخدمين البحث عن تقديراتنا للوفيات السنوية المرتبطة بكل محطة طاقة في الولايات المتحدة، وكذلك معرفة كيف انخفضت هذه الأرقام بمرور الوقت في معظم محطات الفحم في الولايات المتحدة.
قصة نجاح أمريكية والمستقبل العالمي للفحم
لقد كان المهندسون تصميم أجهزة غسل فعالة وغيرها من أجهزة مكافحة التلوث التي يمكنها تقليل التلوث الناتج عن محطات الطاقة التي تعمل بالفحم لعدة سنوات. و ال وكالة حماية البيئة لديها قواعد على وجه التحديد لتشجيع المرافق التي تستخدم الفحم لتركيبها، وقد تم إغلاق معظم المرافق التي لم تقم بتركيب أجهزة غسل الغاز.
وكانت النتائج مثيرة: انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت انخفض حوالي 90% في المنشآت التي أبلغت عن تركيب أجهزة غسل الغاز. وعلى المستوى الوطني، انخفضت انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت بنسبة 95% منذ عام 1999. ووفقاً لإحصائياتنا، انخفضت الوفيات التي تعزى إلى كل منشأة قامت بتركيب جهاز غسيل أو إغلاقها بشكل كبير.
نظرًا لأن التقدم في تقنيات التكسير الهيدروليكي أدى إلى انخفاض تكلفة الغاز الطبيعي، وجعلت اللوائح تشغيل محطات الفحم أكثر تكلفة، بدأت المرافق في استبدال الفحم بالغاز الطبيعي النباتات والطاقة المتجددة. التحول إلى الغاز الطبيعي – وهو وقود أحفوري أنظف من الفحم ولكنه يظل غازاً مسبباً للاحتباس الحراري المساهمة في تغير المناخ - أدى إلى مزيد من التخفيضات في تلوث الهواء.
اليوم، يساهم الفحم بحوالي 27% من الكهرباء في الولايات المتحدة، أقل من 56٪ في 1999.
ومع ذلك، فإن التوقعات بالنسبة للفحم على المستوى العالمي مختلطة. وفي حين تتجه الولايات المتحدة ودول أخرى نحو مستقبل يحتوي على قدر أقل بكثير من الفحم، فإن وكالة الطاقة الدولية وتتوقع زيادة استخدام الفحم العالمي حتى عام 2025 على الأقل.
توضح دراستنا وغيرها من الدراسات أن الزيادات في استخدام الفحم ستضر بصحة الإنسان والمناخ. إن الاستفادة الكاملة من ضوابط الانبعاثات والتحول نحو مصادر الطاقة المتجددة هي طرق مؤكدة للحد من التأثيرات السلبية للفحم.
لوكاس هينمانأستاذ مساعد في الهندسة جامعة جورج ماسون
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب عن البيئة من قائمة أفضل البائعين في أمازون
"الربيع الصامت"
بواسطة راشيل كارسون
يعد هذا الكتاب الكلاسيكي علامة بارزة في تاريخ حماية البيئة ، حيث يلفت الانتباه إلى الآثار الضارة لمبيدات الآفات وتأثيرها على العالم الطبيعي. ساعد عمل كارسون في إلهام الحركة البيئية الحديثة ولا يزال وثيق الصلة اليوم ، حيث نستمر في مواجهة تحديات الصحة البيئية.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الأرض غير الصالحة للسكن: الحياة بعد الاحترار"
ديفيد والاس ويلز
في هذا الكتاب ، يقدم David Wallace-Wells تحذيرًا صارخًا بشأن الآثار المدمرة لتغير المناخ والحاجة الملحة لمعالجة هذه الأزمة العالمية. يعتمد الكتاب على البحث العلمي وأمثلة من العالم الواقعي لتقديم نظرة واقعية على المستقبل الذي نواجهه إذا فشلنا في اتخاذ إجراء.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الحياة المخفية للأشجار: بماذا تشعر، وكيف تتواصل؟ اكتشافات من عالم سري"
بواسطة Peter Wohlleben
في هذا الكتاب ، يستكشف Peter Wohlleben عالم الأشجار الرائع ودورها في النظام البيئي. يعتمد الكتاب على البحث العلمي وتجارب Wohlleben الخاصة بصفته حراجة لتقديم رؤى حول الطرق المعقدة التي تتفاعل بها الأشجار مع بعضها البعض ومع العالم الطبيعي.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"بيتنا يحترق: مشاهد عائلة وكوكب في أزمة"
بقلم جريتا ثونبرج وسفانتي ثونبرج ومالينا إرنمان
في هذا الكتاب ، تقدم الناشطة المناخية غريتا ثونبرج وأسرتها وصفًا شخصيًا لرحلتهم لزيادة الوعي بالحاجة الملحة للتصدي لتغير المناخ. يقدم الكتاب حسابًا قويًا ومؤثرًا للتحديات التي نواجهها والحاجة إلى العمل.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الانقراض السادس: تاريخ غير طبيعي"
من اليزابيث كولبرت
في هذا الكتاب ، تستكشف إليزابيث كولبرت الانقراض الجماعي المستمر للأنواع بسبب النشاط البشري ، بالاعتماد على البحث العلمي وأمثلة من العالم الحقيقي لتقديم نظرة واقعية لتأثير النشاط البشري على العالم الطبيعي. يقدم الكتاب دعوة مقنعة للعمل لحماية تنوع الحياة على الأرض.
