Man muss sich nur an die Waldbrände im letzten Sommer in den Vereinigten Staaten und Kanada erinnern, die die Luft von Küste zu Küste verpesteten, um zu wissen, welche Auswirkungen diese Brände auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit haben können.
Eine neue Studie hat die Auswirkungen von zwei Jahrzehnten Waldbränden auf die Luftqualität und die menschliche Gesundheit in den kontinentalen USA zusammengestellt. Die Autoren berichten, dass sich die Luft im Westen der USA von 2000 bis 2020 verschlechtert hat, hauptsächlich aufgrund der Zunahme der Häufigkeit und Heftigkeit von Waldbränden Waldbrände führten in der Region in diesem Zeitraum zu einem Anstieg von 670 vorzeitigen Todesfällen pro Jahr.
Insgesamt berichten die Autoren der Studie, dass Brände erfolgreiche Bemühungen des Bundes zur Verbesserung der Luftqualität vor allem durch Reduzierungen der Automobilemissionen zunichte gemacht haben.
Die Studie „Langfristige Sterblichkeitsbelastungstrends aufgrund von Ruß und PM2,5 durch Waldbrandemissionen in den kontinentalen USA von 2000 bis 2020: eine Deep-Learning-Modellierungsstudie“ wurde am 4. Dezember online in der Zeitschrift veröffentlicht The Lancet Planetary Health.
„Unsere Luft soll immer sauberer sein, hauptsächlich aufgrund der EPA-Vorschriften zu Emissionen, aber die Brände haben diese Verbesserungen der Luftqualität eingeschränkt oder zunichte gemacht“, sagt Jun Wang, James E. Ashton-Professor und Vorsitzender der Abteilung für Chemie und Biochemie Engineering, stellvertretender Direktor des Iowa Technology Institute an der University of Iowa und Hauptautor der Studie.
„Mit anderen Worten, alle Bemühungen der EPA in den letzten 20 Jahren, unsere Luft sauberer zu machen, sind in feuergefährdeten Gebieten und windabgewandten Regionen im Grunde genommen verloren gegangen. Wir verlieren an Boden.“
Die Forscher berechneten die Konzentration von Ruß, einem feinteiligen Luftschadstoff, der mit Atemwegs- und Herzerkrankungen in Verbindung gebracht wird, auf einem Kilometer-für-Kilometer-Raster (0,6 Meilen) für die kontinentalen USA
Im Westen der USA berichten die Forscher, dass die Rußkonzentration jährlich um 55 % gestiegen ist, hauptsächlich aufgrund von Waldbränden.
Es überrascht nicht, dass die höchsten vorzeitigen Sterblichkeitsraten im Westen der USA zu verzeichnen waren, der Region, in der die Waldbrände ihren Ursprung hatten oder die am stärksten vom Rauch der Waldbrände in Kanada betroffen war. Die Autoren sagen, dass der Anstieg von 670 vorzeitigen Todesfällen pro Jahr eine konservative Schätzung sei, da die Auswirkungen von Ruß auf die menschliche Gesundheit nicht vollständig verstanden seien.
„Waldbrände sind im Westen der USA immer intensiver und häufiger geworden, was zu einem erheblichen Anstieg der rauchbedingten Emissionen in besiedelten Gebieten geführt hat“, schreiben Wang und sein Team. „Dies hat wahrscheinlich zu einer Verschlechterung der Luftqualität und einem Anstieg der bedingten Sterblichkeit beigetragen.“
Die Brände haben auch den Mittleren Westen betroffen. Der in der Atmosphäre transportierte Rauch beeinträchtigt die Luftqualität, die direkten Auswirkungen auf die Gesundheit scheinen jedoch vorerst minimal zu sein. Aber, sagt Wang, „wir sind an der Grenze. Wenn die Brände zunehmen oder häufiger werden, wird sich unsere Luftqualität verschlechtern.“
Im Osten der USA kam es im Zeitraum 2000–2020 zu keinen größeren Verschlechterungen der Luftqualität.
Die Forscher leiteten Schätzungen zu Rußkonzentrationen und vorzeitigen Todesfällen aus Satellitendaten und 500 bodengestützten Stationen ab, die die Luftqualität überwachen. Die Daten von Oberflächenstationen können umfangreich sein, bieten jedoch keine vollständige räumliche Abdeckung und können in ländlichen Gebieten fehlen.
Deshalb setzten die Forscher „Deep Learning“ ein, das es Computersystemen ermöglicht, Daten zu bündeln und genaue Vorhersagen zu treffen, um die Rußkonzentrationen zu berechnen. Sie berechneten vorzeitige Todesfälle mithilfe einer Formel, die die durchschnittliche Lebenserwartung, die Rußbelastung und die Bevölkerungsdichte berücksichtigte.
„Dies ist das erste Mal, dass wir die Rußkonzentrationen überall und mit einer Auflösung von einem Kilometer betrachten können“, sagt Wang.
Jing Wei, der Hauptautor der Studie, leitete die Sammlung von Satellitendaten zu Feinstaub und die Analyse dieser Schadstoffe auf die öffentliche Gesundheit, als er Postdoktorand in Wangs Forschungsgruppe in Iowa war.
„Die zunehmende Zahl und Intensität von Waldbränden in den USA konterkariert oder überschattet sogar den Rückgang der anthropogenen Emissionen, verschärft die Luftverschmutzung und erhöht das Risiko von Morbidität und Mortalität“, sagt Wei, jetzt wissenschaftlicher Mitarbeiter am Earth System Science der University of Maryland Interdisziplinäres Zentrum.
Mehr Informationen:
Jing Wei et al., Langfristige Sterblichkeitsbelastungstrends aufgrund von Ruß und PM2,5 durch Waldbrandemissionen in den kontinentalen USA von 2000 bis 2020: eine Deep-Learning-Modellierungsstudie, The Lancet Planetary Health (2023).