أظهر بحث جديد أن جزيئات تلوث الهواء الناتجة عن محطات الطاقة التي تعمل بالفحم هي أكثر ضررا على صحة الإنسان مما أدركه العديد من الخبراء، ومن المرجح أن تساهم في الوفيات المبكرة بأكثر من الضعف مقارنة بجزيئات تلوث الهواء من مصادر أخرى.
في الدراسة التي نُشرت 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 توليد الطاقة بالفحم في الولايات المتحدة بشكل حاد منذ منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، حيث أجبرت اللوائح الفيدرالية المشغلين على تركيب أجهزة تنقية الانبعاثات، وأغلقت العديد من المرافق محطات الفحم بالكامل.
وفي عام 1999، كانت 55 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 1600.
وفي الولايات المتحدة، يتم استبدال الفحم بالغاز الطبيعي والطاقة المتجددة لتوليد الكهرباء. ومع ذلك، فمن المتوقع أن يزداد استخدام الفحم على المستوى العالمي في السنوات المقبلة. 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؟
ربطت دراسة تاريخية أجريت في التسعينيات، والمعروفة باسم دراسة هارفارد للمدن الست، بين الجسيمات الصغيرة المحمولة بالهواء والتي تسمى PM2.5 وزيادة خطر الوفاة المبكرة. ومنذ ذلك الحين، ربطت دراسات أخرى بين PM2.5 وأمراض الرئة والقلب والسرطان والخرف وأمراض أخرى.
وبعد هذا البحث، بدأت وكالة حماية البيئة في تنظيم تركيزات PM2.5 في عام 1997 وخفضت الحد المقبول بمرور 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. وهي مكونة من العديد من المواد الكيميائية المختلفة.
الفحم هو أيضًا مزيج من العديد من المواد الكيميائية – الكربون، والهيدروجين، والكبريت، وحتى المعادن. عند حرق الفحم، تنبعث كل هذه المواد الكيميائية 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 كيف تنتقل 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 وتتحول 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 لاختبار التأثيرات الصحية لـ PM2.5 من مصادر أخرى ووجدنا أن PM2.5 الناتج عن 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 عبر 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 قام المهندسون بتصميم أجهزة غسيل فعالة وأجهزة أخرى لمكافحة التلوث يمكنها تقليل التلوث الناتج عن محطات الطاقة التي تعمل بالفحم لعدة سنوات. ولدى وكالة حماية البيئة قواعد محددة لتشجيع المرافق التي تستخدم الفحم لتركيبها، وقد أغلقت معظم المرافق التي لم تقم بتركيب أجهزة غسل الغاز.
وكانت النتائج مذهلة: انخفضت انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت بنسبة 90% تقريبًا 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.
ومع خفض التقدم في تقنيات التكسير من تكلفة الغاز الطبيعي، وجعلت اللوائح تشغيل محطات الفحم أكثر تكلفة، بدأت المرافق في استبدال الفحم بمحطات الغاز الطبيعي والطاقة المتجددة. وأدى التحول إلى الغاز الطبيعي ــ وهو وقود أحفوري أنظف من الفحم ولكنه يظل من الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي ويساهم في تغير المناخ ــ إلى المزيد من خفض تلوث الهواء.
واليوم يساهم الفحم بنحو 27% من توليد الكهرباء في الولايات المتحدة، بعد أن كانت النسبة 56% في عام 1999.
ومع ذلك، فإن التوقعات بالنسبة للفحم على المستوى العالمي مختلطة. وبينما تتجه الولايات المتحدة ودول أخرى نحو مستقبل يحتوي على كميات أقل من الفحم بشكل كبير، تتوقع وكالة الطاقة الدولية أن يزداد 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.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. المحادثة هي أخبار جديرة بالثقة من الخبراء. جرب رسائلنا الإخبارية المجانية.
كتب بواسطة: لوكاس هينمان، جامعة جورج ميسون.
اقرأ أكثر:
يتلقى لوكاس هينمان تمويلًا من معهد التأثيرات الصحية، والمعهد الوطني للصحة، ووكالة حماية البيئة.