การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์โดย Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) กำลังทำนายอนาคตที่น่ากลัวสำหรับไฟป่าและควันพิษที่เกิดขึ้น นี่คือบทคัดย่อของการศึกษาที่เพิ่งสรุป:

สิ่งพิมพ์งานวิจัยฉบับเต็ม: https://www.pnas.org/content/118/2/e2011048118#F1

เพิ่มขึ้นของไฟป่าระดับโลกที่ร้ายแรง

เมื่อเร็ว ๆ นี้การเพิ่มขึ้นอย่างมากและร้ายแรงของกิจกรรมไฟป่าทั่วโลกได้เพิ่มความสนใจเกี่ยวกับสาเหตุของไฟป่าผลที่ตามมาและความเสี่ยงจากไฟป่าจะบรรเทาลงได้อย่างไร ที่นี่เรารวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความเสี่ยงที่เปลี่ยนแปลงและภาระทางสังคมของไฟป่าในสหรัฐอเมริกา เราคาดการณ์ว่าปัจจุบันมีบ้านเกือบ 50 ล้านหลังอยู่ในเขตพื้นที่ป่า - เมืองในสหรัฐอเมริกาโดยมีบ้านเพิ่มขึ้น 1 ล้านหลังทุกๆ 3 ปี เพื่อแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมไฟป่าอาจส่งผลกระทบต่อมลพิษทางอากาศและผลลัพธ์ด้านสุขภาพที่เกี่ยวข้องอย่างไรและความเชื่อมโยงเหล่านี้จะชี้นำวิทยาศาสตร์และนโยบายในอนาคตได้อย่างไรเราจึงพัฒนาแบบจำลองทางสถิติที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลไฟและควันจากดาวเทียมกับข้อมูลจากสถานีตรวจวัดมลพิษ

ไฟป่ามีสัดส่วนถึง 25% ของฝุ่นละออง PM2.5 ในสหรัฐอเมริกา

จากการใช้แบบจำลองนี้เราประเมินว่าไฟป่ามีสัดส่วนมากถึง 25% PM2.5 (ฝุ่นละอองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง <2.5 μm) ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาทั่วสหรัฐอเมริกาและมากถึงครึ่งหนึ่งในภูมิภาคตะวันตกบางแห่งโดยมีรูปแบบเชิงพื้นที่ในการสัมผัสควันโดยรอบซึ่งไม่เป็นไปตามการไล่ระดับของมลพิษทางเศรษฐกิจและสังคมแบบดั้งเดิม เรารวมโมเดลเข้ากับสถานการณ์ที่มีสไตล์เพื่อแสดงให้เห็นว่าการแทรกแซงการจัดการเชื้อเพลิงอาจมีประโยชน์ต่อสุขภาพอย่างมากและผลกระทบด้านสุขภาพในอนาคตจากควันไฟป่าที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจเข้าใกล้การเพิ่มขึ้นของอัตราการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิโดยรวมจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่การประมาณการทั้งสองยังคงอยู่ ไม่แน่นอน เราใช้ผลลัพธ์แบบจำลองเพื่อเน้นประเด็นสำคัญสำหรับการวิจัยในอนาคตและเพื่อวาดบทเรียนสำหรับนโยบาย

พื้นที่เผาไหม้จากไฟป่าในสหรัฐฯสูงถึง 400% ในช่วงสี่ทศวรรษที่ผ่านมา

ในช่วงสี่ทศวรรษที่ผ่านมาพื้นที่ที่ถูกเผาไหม้จากไฟป่าเพิ่มขึ้นเป็นสี่เท่าในสหรัฐอเมริกา (มะเดื่อ. 1A) (1). การเติบโตอย่างรวดเร็วนี้ได้รับแรงหนุนจากปัจจัยหลายประการรวมถึงการสะสมของเชื้อเพลิงเนื่องจากมรดกของการระงับอัคคีภัยในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา (2) และความแห้งแล้งของเชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นล่าสุด (มะเดื่อ. 1Bแสดงให้เห็นทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา) ซึ่งเป็นแนวโน้มที่คาดว่าจะดำเนินต่อไปเมื่อสภาพอากาศอุ่นขึ้น (34). การเพิ่มขึ้นเหล่านี้เกิดขึ้นควบคู่ไปกับจำนวนบ้านที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในส่วนต่อประสานในเขตป่า - เมือง (WUI) การใช้ข้อมูลเกี่ยวกับจักรวาลของตำแหน่งบ้านทั่วสหรัฐอเมริกาและแผนที่ปกที่ดินของประเทศที่อัปเดตเราอัปเดตการศึกษาก่อนหน้านี้56) และประมาณการว่าขณะนี้มีบ้านที่อยู่อาศัยใน WUI 49 ล้านหลังซึ่งเพิ่มขึ้นประมาณ 350,000 บ้านต่อปีในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา (มะเดื่อ. 1C และ  ภาคผนวก SI). เนื่องจากความพยายามในการดับเพลิงมุ่งเน้นไปที่การคุ้มครองบ้านส่วนตัว (7) ปัจจัยเหล่านี้ส่งผลให้การใช้จ่ายในการปราบปรามไฟป่าของรัฐบาลสหรัฐฯเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง (มะเดื่อ. 1D) ซึ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีค่าใช้จ่ายของรัฐบาลกลางรวม ∼ $ 3 พันล้าน / ปี (1). พื้นที่เผาไหม้ที่กำหนดไว้ทั้งหมดเพิ่มขึ้นในภาคตะวันออกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา แต่ส่วนใหญ่ยังคงราบเรียบที่อื่น (มะเดื่อ. 1E) ซึ่งชี้ให้หลาย ๆ คนเห็นว่ามีการลงทุนน้อยในกลยุทธ์การลดความเสี่ยงนี้เนื่องจากความเสี่ยงจากไฟป่าโดยรวมเพิ่มขึ้นอย่างมาก (8).

 

แนวโน้มของไดรเวอร์และผลที่ตามมาของไฟป่า (A และ B) พื้นที่ที่ถูกเผาเพิ่มขึ้นในที่ดินสาธารณะและส่วนตัวของสหรัฐฯ (A) (1) ได้รับแรงหนุนจากความแห้งแล้งของเชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นซึ่งแสดงไว้ที่นี่ทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา (4) (B). (C และ D) จำนวนบ้านใน WUI ก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน (C การคำนวณของเรา; ภาคผนวก SI) ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการปราบปรามที่เพิ่มสูงขึ้น (D) ที่เกิดขึ้นโดยรัฐบาลกลาง (E) พื้นที่เผาที่กำหนดไว้เพิ่มขึ้นอย่างมากในภาคใต้ แต่เป็นพื้นที่ราบในภูมิภาคอื่น ๆ ทั้งหมด (1). (F และ G) วันที่มีควันบุหรี่เพิ่มขึ้นทั่วทั้งสหรัฐอเมริกา (F) ซึ่งอาจทำลายคุณภาพอากาศที่ดีขึ้นในสหรัฐอเมริกา (G) (H) เราคำนวณสัดส่วนที่เพิ่มขึ้นโดยรวม PM2.5 เนื่องมาจากควันไฟป่าโดยเฉพาะทางตะวันตก เส้นสีแดงและสีน้ำเงินในแต่ละพล็อตแสดงถึงความพอดีเชิงเส้นกับข้อมูลในอดีตโดยมีการรายงานความลาดชันที่ด้านซ้ายบนของแต่ละแผง ทั้งหมดมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากศูนย์ (P <0.01 สำหรับแต่ละคน) ยกเว้นการเผาที่กำหนดไว้ในพื้นที่นอกภาคใต้ เส้นสีแดงระบุว่าข้อมูลพื้นฐานมาจากการศึกษาที่ตีพิมพ์หรือข้อมูลของรัฐบาลและเส้นสีน้ำเงินแสดงถึงการประมาณใหม่จากเอกสารนี้

ความกังวลที่เพิ่มขึ้น

อะไรคือผลที่ตามมาของการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมการดับเพลิงต่อคุณภาพอากาศโดยรวมและผลลัพธ์ด้านสุขภาพและนโยบายควรตอบสนองอย่างไร? กิจกรรมไฟป่าที่เพิ่มขึ้นอย่างมากมาพร้อมกับการเพิ่มจำนวนวันที่มีควันในอากาศทั่วสหรัฐอเมริกา (มะเดื่อ. 1F) โดยประมาณจากข้อมูลดาวเทียม (9). การเพิ่มขึ้นดังกล่าวได้รับการสังเกตทั่วทั้งทวีปอเมริกาไม่ใช่แค่ในตะวันตกและยังขู่ว่าจะยกเลิกการปรับปรุงคุณภาพอากาศที่สังเกตได้ทั่วสหรัฐอเมริกาในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา (มะเดื่อ. 1G). ลายนิ้วมือของไฟป่าปรากฏให้เห็นแล้วในความเข้มข้นของคาร์บอนอินทรีย์ในฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อนที่มีแนวโน้มสูงขึ้นซึ่งพบได้ในพื้นที่ชนบททางตอนใต้และตะวันตกของสหรัฐอเมริกา (ภาคผนวก SIรูปที่ S1) ตามลำดับและจากการศึกษาพบว่าการมีควันในอากาศสามารถเพิ่มการเจ็บป่วยและการเสียชีวิตของประชากรที่สัมผัสได้ (10, 11).

ความท้าทายสำหรับศูนย์ประชากร

ความท้าทายในการทำความเข้าใจถึงการมีส่วนร่วมในวงกว้างของการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมไฟป่าสู่คุณภาพอากาศคือความยากลำบากในการเชื่อมโยงกิจกรรมไฟป่ากับการสัมผัสสารมลพิษที่เกี่ยวข้องในศูนย์ประชากรที่อยู่ห่างไกลบ่อยครั้ง (12). การวัดการสัมผัสควันโดยใช้ดาวเทียมมีมากขึ้นและน่าสนใจเนื่องจากการตรวจสอบขนนกเชื่อมโยงแหล่งที่มาและภูมิภาคตัวรับโดยสังหรณ์ใจ อย่างไรก็ตามข้อมูลดังกล่าวยังไม่สามารถใช้เพื่อวัดความหนาแน่นของควันได้อย่างแม่นยำหรือเพื่อแยกควันระดับพื้นผิวออกจากควันที่สูงกว่าในคอลัมน์บรรยากาศดังนั้นจึงยากที่จะเชื่อมโยงกับความสัมพันธ์ในการตอบสนองต่อการสัมผัสและสุขภาพที่มีอยู่ (13, 14). แบบจำลองการขนส่งสารเคมี (CTMs) ซึ่งสามารถจำลองการเคลื่อนที่และวิวัฒนาการของการปล่อยไฟป่าได้โดยตรงนำเสนอแนวทางอื่นในการเชื่อมโยงความเข้มข้นของมลพิษในพื้นที่กับกิจกรรมการเกิดไฟที่เฉพาะเจาะจง อย่างไรก็ตามการสร้างค่าประมาณการสัมผัสที่ถูกต้องจาก CTM นั้นจำเป็นต้องเอาชนะความไม่แน่นอนที่สำคัญหลายประการในเส้นทางระหว่างแหล่งที่มาและตัวรับ ประการแรกความไม่แน่นอนอย่างมากในสินค้าคงเหลือของการปล่อยไฟป่าได้แสดงให้เห็นว่านำไปสู่ความแตกต่างหลายเท่าของไฟป่า PM2.5 (อนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง <2.5 μm) ความเข้มข้นทั่วสหรัฐอเมริกา (และความแตกต่างระดับภูมิภาค> 20 ×ในปีที่มีไฟไหม้สูง) เมื่อสินค้าคงเหลือที่แตกต่างกันถูกใช้เป็นข้อมูลป้อนเข้า CTM เดียวกัน (15, 16) และการรวมการสังเกตการณ์จากดาวเทียมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเพียงเล็กน้อย (17). ประการที่สองเงื่อนไขโดยละเอียดรอบ ๆ การปล่อยมลพิษเช่นความสูงของการฉีดปล่อยมลพิษและอุตุนิยมวิทยาที่มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นมากและการขนส่งของพวกเขาอาจไม่ถูกบันทึกโดยแบบจำลองและอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อการประมาณการการสัมผัสที่ปลายน้ำ (18, 19). ในที่สุดการแสดง CTM ของเคมีในชั้นบรรยากาศอาจจับวิวัฒนาการของควันไฟป่าได้ไม่ถูกต้อง (20-24). นอกเหนือจากความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับแบบจำลองแล้วค่าใช้จ่ายในการคำนวณในการเรียกใช้ CTM บนเครื่องชั่งเชิงพื้นที่และเชิงพื้นที่ขนาดใหญ่หมายความว่าแบบจำลองนั้นแทบจะไม่ได้รับการตรวจสอบเทียบกับชุดการวัดความเข้มข้นที่มีอยู่เป็นเวลานานจากสถานีภาคพื้นดินหลายร้อยแห่งทั่วสหรัฐอเมริกา

ภาพควันจากดาวเทียม

เพื่อให้เข้าใจถึงการเปลี่ยนแปลงของไฟป่าที่มีต่อการสัมผัสกับฝุ่นละอองทั่วทั้งสหรัฐอเมริกาและเพื่ออธิบายคำถามทางวิทยาศาสตร์และนโยบายที่สำคัญที่จุดตัดของไฟป่ามลพิษและสภาพอากาศเราได้ฝึกอบรมและตรวจสอบแบบจำลองทางสถิติที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของดาวเทียมโดยประมาณ การสัมผัสกับควันพวยพุ่งและการเกิดเพลิงไหม้ที่วัดจากพื้นดิน PM2.5 ความเข้มข้นทั่วภูมิภาคในสหรัฐอเมริกา (ภาคผนวก SIรูปที่ S2). แบบจำลองของเราได้รับการฝึกฝนมาโดยเฉพาะเพื่อทำนายการเปลี่ยนแปลงใน PM2.5 เมื่อเวลาผ่านไปในสถานที่ต่างๆหลายแห่ง - รูปแบบที่เปลี่ยนแปลงไปมากขึ้นเพื่อทำความเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงของมลพิษทางอากาศส่งผลต่อผลลัพธ์ด้านสุขภาพที่สำคัญอย่างไร แนวทางของเราไม่ได้อาศัยการปล่อยมลพิษที่ไม่แน่นอนและบรรเทาปัญหาในการสร้างแบบจำลองการกระจายตัวของขนนกและสามารถตรวจสอบผลลัพธ์ได้อย่างง่ายดายกับข้อมูลพื้นดินกว่าทศวรรษที่แบบจำลองไม่ได้รับการฝึกอบรม การประมาณการแบบจำลองมีความแข็งแกร่งในการใช้วิธีอื่นในการผสมผสานข้อมูลไฟและขนนก (ภาคผนวก SI, รูป S3 และตาราง S1 – S3) และประสิทธิภาพในการทำนายการเปลี่ยนแปลงโดยรวม PM2.5 อยู่ในระดับเดียวกับแนวทางที่ใช้การสำรวจระยะไกล (ภาคผนวก SIรูปที่ S4) และเกินกว่าที่รายงานประสิทธิภาพของ CTMs (ภาคผนวก SI). เราเปรียบเทียบค่าประมาณจากวิธีการลดรูปแบบนี้กับการประมาณความเข้มข้นของควันเฉพาะภูมิภาคอื่น ๆ ในเอกสารพบว่าแนวทางของเราให้การประมาณส่วนแบ่งโดยรวมที่คล้ายคลึงกัน PM2.5 จากควันเป็นการศึกษาล่าสุดครอบคลุมพื้นที่หรือช่วงเวลาเล็ก ๆ (ภาคผนวก SIรูปที่ S5).

PM2.5 จาก WIldfires มีส่วนทำให้ PM2.5 ถึงครึ่งหนึ่งในฝั่งตะวันตก

ผลการวิจัยพบว่าการมีส่วนร่วมของควันไฟป่าต่อ PM2.5 ความเข้มข้นในสหรัฐฯเพิ่มขึ้นอย่างมากตั้งแต่กลางปี ​​2000 และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาคิดเป็นครึ่งหนึ่งของ PM โดยรวม2.5 การเปิดรับในภูมิภาคตะวันตกเมื่อเทียบกับ <20% ในทศวรรษที่แล้ว (มะเดื่อ. 1H). ในขณะที่การมีส่วนร่วมของควันเพิ่มขึ้นถึง PM2.5 กระจุกตัวอยู่ในสหรัฐอเมริกาตะวันตกและยังสามารถพบเห็นได้ในภูมิภาคอื่น ๆ (มะเดื่อ. 2 A และ  B) ซึ่งเป็นผลมาจากการขนส่งควันในระยะไกลจากการเกิดเพลิงไหม้ขนาดใหญ่ อันที่จริงแล้วในแถบมิดเวสต์และตะวันออกของสหรัฐอเมริกาส่วนแบ่งควันที่เพิ่มขึ้นนั้นคาดว่าจะเกิดจากไฟไหม้ทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกาหรือจากนอกสหรัฐอเมริกา (13) (มะเดื่อ. 2 C และ  D) สะท้อนการค้นพบล่าสุดเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวข้ามพรมแดนที่สำคัญของโดยรวม PM2.5 ในสหรัฐอเมริกา (25). รูปแบบการเปิดรับแสงยังเกี่ยวข้องกับการถกเถียงเรื่องความยุติธรรมด้านสิ่งแวดล้อม: เราพบว่าในขณะที่มณฑลที่มีสัดส่วนของคนผิวขาวที่ไม่ใช่ชาวสเปนในสัดส่วนที่สูงกว่านั้นมีความเสี่ยงน้อยกว่า PM2.5ดังที่ได้รับการยอมรับมานานแล้วในชุมชนความยุติธรรมด้านสิ่งแวดล้อมพวกเขามีโอกาสสัมผัสกับสิ่งรอบข้างมากขึ้นโดยเฉลี่ย PM2.5 จากควันไฟป่า (มะเดื่อ. 2 E และ  F). ความแตกต่างเหล่านี้ในการสูบบุหรี่โดยรอบ PM2.5 การแปลเป็นภาพจริงของแต่ละบุคคลจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการรวมถึงความแตกต่างของเวลาที่ใช้นอกบ้านและในลักษณะของสภาพแวดล้อมภายในบ้านและที่ทำงานซึ่งหลายอย่างอาจมีความสัมพันธ์กับปัจจัยทางเศรษฐกิจและสังคม ตัวอย่างเช่นการแทรกซึมของมลพิษภายนอกเข้าสู่บ้านเป็นที่ทราบกันดีว่าโดยเฉลี่ยแล้วจะสูงกว่าโดยเฉลี่ยสำหรับบ้านที่มีอายุมากกว่าขนาดเล็กและครัวเรือนที่มีรายได้ต่ำ (26) และความแตกต่างเหล่านี้อาจนำไปสู่ความไม่เท่าเทียมกันในการสัมผัสโดยรวมของแต่ละบุคคลแม้ว่าการเปิดรับแสงโดยรอบจะไม่แตกต่างกันก็ตาม

 

 

ปริมาณแหล่งที่มาและอุบัติการณ์ของควันไฟป่า (A และ B) ไมโครกรัมคาดการณ์เฉลี่ยต่อลูกบาศก์เมตรของ PM2.5 เป็นผลมาจากควันไฟป่าในปี 2006 ถึง 2008 และ 2016 ถึง 2018 โดยคำนวณจากแบบจำลองทางสถิติที่เหมาะสมกับข้อมูลควันไฟจากดาวเทียม (C) ส่วนแบ่งควันที่เกิดนอกสหรัฐอเมริกามิถุนายนถึงกันยายน 2007 ถึง 2014 (คำนวณจากอ้างอิง 13) โดยมีควันจำนวนมากในภาคตะวันออกเฉียงเหนือและมิดเวสต์ซึ่งมีต้นกำเนิดจากไฟไหม้ของแคนาดาและประมาณ 60% ของควันในภาคตะวันออกเฉียงเหนือที่เกิดนอกประเทศ ในประเทศประมาณ ∼11% ของควันบุหรี่มีต้นกำเนิดนอกประเทศ (D) ส่วนแบ่งควันที่มีต้นกำเนิดทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกาในเดือนมิถุนายนถึงกันยายน 2007 ถึงปี 2014 ควันที่เกิดทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกาคิดเป็น 54% ของควันที่พบในส่วนที่เหลือของสหรัฐอเมริกา (E และ F) การไล่ระดับสีของการสัมผัสทางเชื้อชาติจะตรงข้ามกับฝุ่นละอองจากควันเมื่อเทียบกับฝุ่นละอองทั้งหมด: ทั่วทั้งประเทศสหรัฐอเมริกาเขตที่มีประชากรส่วนใหญ่เป็นคนผิวขาวที่ไม่ใช่ชาวสเปนมีการสัมผัสฝุ่นละอองโดยเฉลี่ยต่ำกว่า แต่การสัมผัสโดยรอบโดยเฉลี่ยสูงกว่า ฝุ่นละอองจากควัน (P <0.01 สำหรับทั้งสองความสัมพันธ์)

 

ตัวเลือกนโยบายในอนาคตคืออะไร?

แนวโน้มและรูปแบบเหล่านี้เน้นประเด็นสำคัญของความตึงเครียดระหว่างการควบคุมคุณภาพอากาศที่มีอยู่และภัยคุกคามที่เพิ่มขึ้นจากควันไฟป่าและตั้งคำถามวิจัยที่ยังไม่มีคำตอบที่สำคัญซึ่งจะมีความสำคัญต่อการแจ้งทางเลือกนโยบาย แนวทางปัจจุบันในการควบคุมในสหรัฐอเมริกาถือว่าคุณภาพอากาศเป็นปัญหาหลักในท้องถิ่นโดยที่มณฑลต่างๆจะถูกลงโทษหากความเข้มข้นของสารมลพิษเกินเกณฑ์ที่กำหนดไว้ในระยะสั้นหรือระยะยาว กฎระเบียบปัจจุบันภายใต้พระราชบัญญัติอากาศบริสุทธิ์ยังอาจยกเว้นควันไฟป่า แต่ไม่ใช่ควันจากการเผาไหม้ที่กำหนด - จากการกำหนด วิธีการเหล่านี้ขัดแย้งกับธรรมชาติข้ามแดนและการมีส่วนเพิ่มของควันไฟป่าต่อคุณภาพอากาศ

เพื่อเป็นแนวทางในการกำหนดนโยบายที่ดีขึ้นการมีส่วนร่วมทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญประการแรกคือการหาปริมาณที่ดีขึ้นของการสัมผัสควันและวิธีการที่ตกลงกันไว้สำหรับการตรวจสอบความถูกต้องของความเสี่ยงเหล่านี้ วิธีการประเมินการสัมผัสทั้งทางสถิติและการขนส่งมีจุดแข็งและข้อบกพร่องและควรประเมินประสิทธิภาพของทั้งสองตามเมตริกที่เกี่ยวข้องกับการวัดการตอบสนองต่อสุขภาพขั้นปลายน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการแยกการสัมผัสควันออกจากสิ่งที่อาจเกิดขึ้นวิธีการทางสถิติส่วนใหญ่ในการศึกษาผลกระทบต่อสุขภาพเมื่อเร็ว ๆ นี้ใช้การเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปในการสัมผัสมลพิษเพื่อประมาณผลกระทบต่อสุขภาพ นี่หมายความว่าแบบจำลองควันที่ใช้ในการประเมินผลกระทบต่อสุขภาพควรได้รับการประเมินในความสามารถในการทำนายการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวใน PM2.5 ในสถานที่ที่เกี่ยวข้องไม่ใช่แค่รูปแบบเชิงพื้นที่ใน PM2.5 ระดับ; ความพยายามในการตรวจสอบความถูกต้องที่มีอยู่ส่วนใหญ่มุ่งเน้นที่ประเด็นหลัง เพื่อป้องกันการฟิตติ้งมากเกินไปการประเมินเหล่านี้ต้องทำบนข้อมูลภาคพื้นดินที่ไม่ได้ใช้ในการฝึกโมเดล แบบจำลองของเราแสดงให้เห็นว่าวิธีการทางสถิติที่ค่อนข้างเรียบง่ายสามารถทำนายความแปรผันของควันได้อย่างสมเหตุสมผลได้อย่างไร PM2.5แต่แนวทางดังกล่าวไม่ว่าจะใช้เพียงอย่างเดียวหรือใช้ร่วมกับ CTM ก็น่าจะได้รับการปรับปรุงอย่างมาก [แม้ว่าเราจะไม่พิจารณาสิ่งเหล่านี้ในที่นี้ แต่กิจกรรมของไฟป่าที่เพิ่มขึ้นอาจส่งผลกระทบเชิงลบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพน้ำจากการไหลบ่าที่เพิ่มขึ้นและการระงับอนุภาคโลหะติดตามและสารเคมีในเวลาต่อมา (27); การวัดความเสี่ยงเหล่านี้ได้ดีขึ้นและผลกระทบต่อสุขภาพเป็นอีกประเด็นสำคัญสำหรับการวิจัย]

คำถามทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญประการที่สองคือธรรมชาติของการตอบสนองต่อสุขภาพต่อควันไฟป่า หลักฐานที่เพิ่มมากขึ้นบ่งชี้ถึงผลเสียด้านสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับการได้รับควันไฟป่า (10, 28) สอดคล้องกับวรรณกรรมมากมายเกี่ยวกับผลกระทบด้านสุขภาพในวงกว้างของอากาศเสีย หลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นว่าไม่มีระดับ "ปลอดภัย" ในการสัมผัสกับมลพิษที่สำคัญเช่น PM2.5 (29, 30) แต่ความแตกต่างในรูปทรงของฟังก์ชันตอบสนองต่อมลพิษ - สุขภาพที่ระดับการสัมผัสต่ำอาจมีผลอย่างมากต่อประโยชน์ของการลดมลพิษ

เพื่อแสดงให้เห็นถึงความอ่อนไหวนี้เราได้รวมการเปลี่ยนแปลงมลพิษที่คาดการณ์ไว้จากแบบจำลองทางสถิติของเรากับฟังก์ชันตอบสนองการเสียชีวิตที่เผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้สามฟังก์ชัน (29, 31, 32) เพื่อจำลองการเปลี่ยนแปลงของการตายของผู้สูงอายุที่คาดการณ์โดยการเปลี่ยนแปลงต่างๆใน PM2.5 การสัมผัสที่เกิดจากการบรรเทาควันไฟป่า นำโดยประมาณการที่มีอยู่ว่าการเผาไหม้ที่กำหนดไว้ช่วยลดกิจกรรมไฟป่าที่ตามมาได้อย่างไร (33) (ภาคผนวก SI) เราประเมินสถานการณ์ที่มีสไตล์ซึ่งการใช้การเผาไหม้ที่กำหนดจะเปลี่ยนแปลงการแจกแจงจำนวนเต็มรายปีและจำนวนโดยรวม PM2.5 จากควัน การประมาณจำนวนชีวิตประจำปีที่ช่วยชีวิตในผู้สูงอายุสำหรับการเปลี่ยนแปลงของควันที่กำหนดแตกต่างกันโดยปัจจัย 3 ในฟังก์ชันตอบสนองที่เผยแพร่ซึ่งหมายถึงความแตกต่างโดยเฉลี่ยอย่างมากในผลประโยชน์ของการลดควัน (มะเดื่อ. 3). ไม่มีหลักฐานว่าประชากรบางกลุ่มมีความอ่อนไหวต่อการได้รับควันมากขึ้นหรือไม่ (10, 28).

 

ผลกระทบด้านสุขภาพของการเปลี่ยนแปลงของการได้รับควันขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการตอบสนองต่อปริมาณที่สันนิษฐานและขนาดของการเปลี่ยนแปลงของควันที่เกิดจากการจัดการหรือสภาพอากาศ (A) การแจกแจงของ PM2.5 สำหรับปีของเซลล์กริดทั้งหมดในสหรัฐอเมริกาที่อยู่ติดกันระหว่างปี 2006 ถึง 2018 ภายใต้กลยุทธ์การจัดการไฟป่าที่มีสไตล์หลายประการและสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (ดู ภาคผนวก SI เพื่อดูรายละเอียด) การแจกแจงพื้นฐานของการคาดการณ์ทั้งหมด PM2.5 จากแหล่งทั้งหมดเป็นสีดำ การแจกแจงสีเทาแสดงสถานการณ์ทางเลือกซึ่งเวลาและ / หรือปริมาณของควันโดยรวมที่เกี่ยวข้อง PM2.5 ถูกเปลี่ยนแปลงโดยการแทรกแซงการจัดการหรือเพิ่มขึ้นเนื่องจากสภาพอากาศรวมถึงการกำจัดควันอย่างเต็มที่ (สมมุติฐาน) PM2.5. (B และ C) จำนวนรายปีของการหลีกเลี่ยงการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรในประชากรสหรัฐที่มีอายุ 65+ ปีสำหรับแต่ละกลยุทธ์การจัดการคำนวณโดยการรวม PM2.5 การแจกแจงใน A พร้อมเผยแพร่ระยะยาว PM2.5 ฟังก์ชั่นการตอบสนองการเปิดรับที่แสดงใน C (293132).

กลยุทธ์การจัดการไฟป่า

ประโยชน์ด้านสุขภาพที่เป็นไปได้อย่างมากของการลดควันยังทำให้เกิดคำถามสำคัญเกี่ยวกับกลยุทธ์การจัดการไฟป่า ตัวอย่างเช่นหลักฐานที่มีอยู่ไม่ได้ให้ความเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าการแทรกแซงการเผาไหม้ที่กำหนดไว้จะเปลี่ยนระยะเวลาปริมาณและการกระจายตัวของควันเชิงพื้นที่ได้อย่างไรและเราพบว่ามีการประมาณการทางเลือกอื่นเกี่ยวกับประสิทธิภาพของการเผาไหม้ที่กำหนดไว้ในการลดขนาดของไฟป่าที่ตามมา (33) สามารถนำไปสู่ความแตกต่างมากกว่าสองเท่าในประโยชน์ต่อสุขภาพโดยประมาณของแผลไหม้ที่กำหนดไว้ (มะเดื่อ. 3). ในทำนองเดียวกันความพยายามในการระงับอัคคีภัยในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การปกป้องบ้านและโครงสร้าง แต่ผลกระทบต่อสุขภาพของประชากรโดยรวมจากไฟป่าที่ก่อมลพิษอย่างหนักซึ่งไม่คุกคามโครงสร้างอาจเลวร้ายยิ่งกว่าการเกิดไฟไหม้ขนาดเล็กที่คุกคามโครงสร้าง นอกจากนี้กิจกรรมการจัดการเชื้อเพลิงยังมุ่งเป้าไปที่การปกป้องชุมชนท้องถิ่นและผลประโยชน์ของระบบนิเวศและไม่พิจารณาผลกระทบท้ายน้ำที่อาจเกิดขึ้นจากไฟป่าต่อประชากรจำนวนมาก จำเป็นต้องมีงานเชิงปริมาณเพิ่มเติมเพื่อช่วยนำทางการแลกเปลี่ยนที่ยากลำบากเหล่านี้

คำถามหลักที่สามคือไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า PM2.5- ฟังก์ชั่นการตอบสนองต่อสุขภาพเหมาะสมสำหรับการประเมินผลกระทบต่อสุขภาพเฉพาะของไฟป่า - ควันไฟ แม้ว่าจะมีการตั้งสมมติฐานโดยทั่วไป แต่วรรณกรรมที่มีอยู่ก็ผสมว่าการสัมผัสกับควันไฟป่ามีผลกระทบต่อสุขภาพที่แตกต่างจากการสัมผัสกับแหล่งอื่น ๆ ของ PM2.5 (34) โดยมีหลักฐานว่าความแตกต่างเป็นผลลัพธ์ที่เฉพาะเจาะจง (35). วิทยาศาสตร์ที่ได้รับการปรับปรุงในหัวข้อนี้รวมถึงการลงทุนที่จำเป็นในการเฝ้าติดตามเฉพาะเพื่อแยกความแตกต่างของมลพิษเฉพาะไฟป่าจะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจผลกระทบจากไฟป่า

ประการที่สี่ปฏิสัมพันธ์ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและความเสี่ยงจากไฟป่าจะกำหนดลำดับความสำคัญของนโยบายอย่างไร สภาพอากาศที่ร้อนขึ้นมีส่วนทำให้พื้นที่เผาในสหรัฐอเมริกาเพิ่มขึ้นประมาณครึ่งหนึ่ง (4) และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคตอาจนำไปสู่การปล่อยฝุ่นละอองที่เกี่ยวข้องกับไฟป่าเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในพื้นที่เสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ (36) หรือพื้นที่ไหม้เพิ่มขึ้นหลายเท่า (37, 38). ค่าใช้จ่ายจากการเพิ่มขึ้นเหล่านี้รวมทั้งต้นทุนทางเศรษฐกิจและสุขภาพขั้นปลายจากการสัมผัสควันบุหรี่ตลอดจนค่าใช้จ่ายในการปราบปรามการสูญเสียชีวิตและทรัพย์สินโดยตรงและมาตรการปรับตัวอื่น ๆ (เช่นการปิดระบบไฟฟ้า) ที่มีผลกระทบทางเศรษฐกิจอย่างกว้างขวาง ขณะนี้ยังไม่ทราบว่าการบัญชีสำหรับค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับไฟป่าเหล่านี้เพิ่มความเสียหายทางเศรษฐกิจโดยรวมจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างมีนัยสำคัญหรือไม่

สิ่งนี้จะมีค่าใช้จ่ายเท่าไร?

ในการเริ่มหาจำนวนค่าใช้จ่ายที่เป็นไปได้ของการเพิ่มขึ้นของไฟป่าที่เกิดจากสภาพภูมิอากาศเราใช้แบบจำลองทางสถิติและสถานการณ์จำลองเพื่อคำนวณการเปลี่ยนแปลงของการได้รับควันและการเสียชีวิตที่เกิดขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของความเสี่ยงไฟป่าที่คาดการณ์ไว้ การใช้การเพิ่มขึ้นที่คาดการณ์ไว้ของควันในอนาคตอย่างกว้างขวางสอดคล้องกับวรรณกรรมที่มีอยู่ (36-38) เราคำนวณว่าการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้นจากควันไฟป่าที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสามารถเข้าใกล้การตายที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นโดยรวมที่คาดการณ์ไว้ซึ่งเป็นปัจจัยที่ประเมินได้มากที่สุดต่อความเสียหายทางเศรษฐกิจในสหรัฐอเมริกา (39) (ภาคผนวก SI). จำเป็นต้องมีการศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเพื่อปรับแต่งค่าประมาณเหล่านี้ในแง่ของขนาดความจำเพาะทางภูมิศาสตร์และประชากรย่อยเฉพาะที่อาจได้รับผลกระทบมากที่สุด คำถามสำคัญเกี่ยวกับนโยบายคือว่าจะแก้ไขข้อยกเว้นในปัจจุบันของพระราชบัญญัติอากาศบริสุทธิ์ที่ให้แก่รัฐสำหรับผลกระทบด้านมลพิษจากควันไฟป่าหรือไม่เนื่องจากสิ่งเหล่านี้กัดกร่อนผลกำไรจากความพยายามที่มุ่งลด PM2.5 จากแหล่งกำเนิดมลพิษอื่น ๆ

ความสัมพันธ์ระหว่างไฟป่ากับการติดเชื้อโควิด -19 คืออะไร?

ในที่สุดไฟป่าได้โต้ตอบอย่างรุนแรงกับการแพร่ระบาดของ COVID-19 ในรูปแบบที่ต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม COVID-19 ต้องขัดขวางความสามารถของภาครัฐและภาคเอกชนในระดับหนึ่งในการตอบสนองต่อความเสี่ยงไฟป่าทั้งก่อนขณะและหลังเกิดเพลิงไหม้ ขนาดของฤดูไฟป่าปี 2020 ในหลายพื้นที่ของตะวันตกซึ่งความแห้งแล้งในฤดูฝนปี 2019 ถึง 2020 ตามการสะสมของเชื้อเพลิงในช่วงฤดูฝนปี 2018 ถึง 2019 ที่ค่อนข้างเปียกทำให้เกิดความท้าทายที่รุนแรงโดยเฉพาะ การฝึกอบรมนักผจญเพลิงใน Wildland ล่าช้าหรือบางครั้งถูกยกเลิกทีมนักผจญเพลิงที่ถูกตัดสินลงโทษไม่พร้อมให้บริการเนื่องจากได้รับการปล่อยตัวจากเรือนจำของรัฐก่อนกำหนดเพื่อหลีกเลี่ยงการแพร่ระบาดของ COVID การบำบัดจัดการเชื้อเพลิงจำนวนมากไม่ได้เกิดขึ้นในฤดูหนาวและฤดูใบไม้ผลิระบบสาธารณูปโภคต้องเผชิญกับความล่าช้าอย่างน้อยในกิจกรรมลดความเสี่ยงไฟป่า และแนวทางดั้งเดิมในการอพยพหนีไฟป่าได้พิสูจน์แล้วว่ามีความท้าทายมากขึ้นเนื่องจากความสามารถในการอพยพที่ลดลงซึ่งเป็นผลมาจากข้อกำหนดด้านระยะห่างทางสังคม ขณะนี้ยังไม่ทราบแน่ชัด แต่เป็นไปได้ว่าฤดูไฟไหม้ครั้งประวัติศาสตร์และผลกระทบจากควันไฟที่ตามมาได้ทำให้ผลลัพธ์ด้านสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับ COVID แย่ลงเช่นกันเนื่องจากหลักฐานเบื้องต้นชี้ให้เห็นว่าการสัมผัสกับมลพิษทางอากาศทำให้ทั้งผู้ป่วยและผู้เสียชีวิตจาก COVID เพิ่มขึ้นในสหรัฐอเมริกา (40, 41) (การค้นพบที่สอดคล้องกับความสัมพันธ์ระหว่างมลพิษและความเจ็บป่วยทางเดินหายใจของไวรัสอื่น ๆ ) (42, 43). ความเข้าใจเชิงสาเหตุที่ดีขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของมลพิษทางอากาศที่มีต่อผลลัพธ์ของ COVID ซึ่งรวมถึงจากไฟป่าถือเป็นงานวิจัยที่มีความสำคัญเร่งด่วนและนักวิชาการได้ให้แนวทางในการศึกษาความสัมพันธ์ของมลพิษทางอากาศ / COVID ให้ดีที่สุด (44). การค้นพบจากงานวิจัยนี้อาจมีความสำคัญในการชี้นำความพยายามในการดับเพลิงและข้อ จำกัด ด้านการเงินและกลยุทธ์การจัดการเชื้อเพลิงในขณะที่การระบาดยังคงดำเนินต่อไป

หาเพิ่ม ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

Air Face Mask สำหรับสุนัขในควันไฟป่า