Polutan Globe-trotting meningkatkan beberapa risiko kanker empat kali lebih tinggi dari yang diperkirakan

Anonim

Cara baru untuk melihat bagaimana polutan naik melalui atmosfer telah empat kali lipat perkiraan risiko kanker paru global dari polutan yang disebabkan oleh pembakaran, ke tingkat yang sekarang menggandakan batas yang diperbolehkan oleh Organisasi Kesehatan Dunia.

Temuan yang diterbitkan minggu ini dalam Risalah National Academy of Sciences Edisi Daring online, menunjukkan bahwa partikel-partikel mengambang kecil dapat tumbuh semi-padat di sekitar polutan, memungkinkan mereka untuk bertahan lebih lama dan melakukan perjalanan lebih jauh dari apa yang diprediksi oleh model iklim global sebelumnya.

Para ilmuwan mengatakan bahwa perkiraan baru lebih mendekati pengukuran sebenarnya dari polutan dari lebih dari 300 pengaturan perkotaan dan pedesaan.

Penelitian ini dilakukan oleh para ilmuwan di Oregon State University, Departemen Energi Pacific Northwest National Laboratory, atau PNNL, dan Peking University. Penelitian ini terutama didukung oleh PNNL.

"Kami mengembangkan dan menerapkan pendekatan pemodelan baru berdasarkan pengukuran laboratorium untuk memasukkan perisai racun oleh aerosol organik, dalam model iklim global yang menghasilkan perbaikan besar prediksi model, " kata ilmuwan iklim PNNL dan penulis utama Manish Shrivastava.

"Pekerjaan ini menyatukan teori, eksperimen laboratorium dan observasi lapangan untuk menunjukkan bagaimana aerosol organik yang kental dapat meningkatkan eksposur manusia global terhadap partikel beracun, dengan melindungi mereka dari degradasi kimia di atmosfer."

Polutan dari pembakaran bahan bakar fosil, kebakaran hutan dan konsumsi biofuel termasuk bahan kimia pencemar udara yang dikenal sebagai hidrokarbon polisiklik aromatik, atau PAH. Di Amerika Serikat, Badan Perlindungan Lingkungan telah mengidentifikasi beberapa PAH sebagai agen penyebab kanker.

Tetapi PAH sulit untuk diwakili dalam model iklim masa lalu. Simulasi proses degradasi mereka gagal untuk menyamai jumlah PAH yang sebenarnya diukur dalam lingkungan.

Untuk melihat lebih dekat pada seberapa jauh PAH dapat melakukan perjalanan saat mengendarai yang terlindungi pada aerosol yang kental, para peneliti membandingkan angka model baru tersebut dengan konsentrasi PAH yang sebenarnya diukur oleh para ilmuwan Oregon State University di puncak Gunung Sarjana di Oregon Cascade Range pusat.

"Tim kami menemukan bahwa prediksi dengan model PAH terlindung baru datang pada konsentrasi yang sama dengan apa yang kami ukur di gunung, " kata Staci Simonich, ahli racun dan ahli kimia di Sekolah Tinggi Ilmu Pertanian dan Sekolah Tinggi Ilmu Pengetahuan di OSU, dan ahli internasional tentang pengangkutan PAH.

"Tingkat PAH yang kami ukur di Mount Bachelor empat kali lebih tinggi dari prediksi model sebelumnya, dan ada bukti bahwa aerosol datang jauh-jauh dari sisi lain Samudra Pasifik."

Partikel udara kecil ini membentuk awan, menyebabkan pengendapan dan mengurangi kualitas udara, namun mereka adalah aspek yang paling kurang dipahami dari sistem iklim.

Secercah jelaga pada intinya, aerosol adalah bola kecil gas, polutan, dan molekul lain yang menyatu di sekitar inti. Banyak molekul yang melapisi inti adalah apa yang dikenal sebagai "organik." Mereka muncul dari materi hidup seperti tumbuh-tumbuhan — dedaunan dan ranting-ranting, misalnya, atau bahkan molekul yang bertanggung jawab atas bau cemara yang berembus dari hutan.

Molekul lain seperti polutan PAH juga menempel pada aerosol. Peneliti lama berpikir bahwa PAH dapat bergerak bebas dalam lapisan organik aerosol. Kemudahan gerakan ini memungkinkan PAH untuk melakukan perjalanan ke permukaan di mana ozon — bahan kimia umum di atmosfer — dapat memecahnya.

Tetapi pemahaman para ilmuwan tentang aerosol telah berubah dalam lima tahun terakhir atau lebih.

Percobaan terbaru yang dipimpin oleh rekan penulis PNNL Alla Zelenyuk menunjukkan bahwa, tergantung pada kondisi, lapisan aerosol sebenarnya bisa sangat kental. Jika suasananya dingin dan kering, lapisannya bisa menjadi sama kentalnya dengan tar, memerangkap PAH dan bahan kimia lainnya. Dengan mencegah gerakan mereka, lapisan kental melindungi PAH dari degradasi.

Para peneliti mengembangkan cara baru untuk mewakili PAH dalam model iklim global, dan menjalankannya untuk mensimulasikan konsentrasi PAH dari 2008 hingga 2010. Mereka memeriksa salah satu PAH paling karsinogenik khususnya, yang disebut BaP. Simulasi dibandingkan dengan data dari 69 situs pedesaan dan 294 situs perkotaan di seluruh dunia, dan menunjukkan bahwa prediksi dari PAH terlindung jauh lebih akurat daripada sebelumnya, yang tidak dibuat.

Para ilmuwan juga menganalisis sejauh mana PAH yang dilindungi dapat melakukan perjalanan, menggunakan model lama dan baru. Dalam semua kasus, PAH terlindung berkelana melintasi samudera dan benua, sedangkan di versi sebelumnya mereka nyaris tidak bergerak dari negara asal mereka.

Untuk melihat dampak PAH yang berputar di dunia mungkin terhadap kesehatan manusia, Shrivastava mengkombinasikan model iklim global, menjalankan skenario PAH terlindung atau yang sebelumnya tanpa pelindung, dengan model penilaian risiko kanker seumur hidup yang dikembangkan oleh rekan penulis Huizhong Shen dan Shu Tao, keduanya kemudian di Universitas Peking.

Secara global, model sebelumnya memprediksi setengah kematian kanker dari setiap 100.000 orang, yang setengah dari batas yang digariskan oleh Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) untuk paparan PAH. Tetapi menggunakan model baru, yang menunjukkan bahwa PAH terlindung benar-benar menempuh jarak yang jauh, risiko global empat kali lipat, atau dua kematian akibat kanker per 100.000 orang, yang melebihi standar WHO.

Standar WHO tidak terlampaui di mana-mana. Itu lebih tinggi di Cina dan India dan lebih rendah di Amerika Serikat dan Eropa Barat. Tingkat perisai juga jauh lebih rendah di daerah tropis dibandingkan dengan garis lintang tengah dan tinggi. Ketika aerosol melintasi daerah tropis yang hangat dan lembab, ozon dapat memperoleh akses ke PAH dan mengoksidasi mereka.

"Kami tidak tahu apa implikasi lebih banyak produk oksidasi PAH di daerah tropis memiliki penilaian risiko kesehatan manusia atau lingkungan masa depan, " kata Shrivastava. "Kita harus lebih memahami bagaimana perisai PAH bervariasi dengan kompleksitas komposisi aerosol, penuaan kimia atmosfer aerosol, suhu dan kelembaban relatif. Saya awalnya terkejut melihat begitu banyak oksidasi di daerah tropis."

menu
menu