2021 年，阿拉巴马州亚当斯维尔的一座燃煤发电厂冒出蒸汽，孩子们在蹦床上跳跃。 安德鲁·卡瓦列罗-雷诺兹/法新社通过Getty Images
燃煤电厂产生的空气污染颗粒对人类健康的危害比许多专家意识到的还要大，而且 导致过早死亡的可能性增加两倍以上 新的研究表明，与其他来源的空气污染颗粒一样。
在这项发表在《科学》杂志上的研究中，我和我的同事绘制了美国燃煤电厂排放物如何通过大气的方式，然后将每个电厂的排放物与 65 岁以上享受医疗保险的美国人的死亡记录联系起来。
我们的研究结果表明，从 1999 年到 2020 年，燃煤发电厂释放的空气污染物与近 XNUMX 万美国老年人过早死亡有关。
这是一个惊人的数字，但该研究也带来了好消息：自 2000 年代中期以来，与美国燃煤电厂相关的年度死亡人数急剧下降， 联邦法规强制运营商 为了安装排放洗涤器，许多公用事业公司完全关闭了燃煤电厂。
根据我们的调查结果，1999 年，美国有 55,000 人死于煤炭空气污染。 到 2020 年，这一数字已降至 1,600 人。
在美国，天然气和可再生能源正在取代煤炭发电。 然而，在全球范围内，煤炭使用量 预计会增加 未来几年。 这使得全球决策者在制定未来政策时更加迫切需要了解我们的结果。
燃煤空气污染：是什么导致如此严重？
1990世纪XNUMX年代一项具有里程碑意义的研究被称为 哈佛六城市研究，将称为 PM2.5 的微小空气颗粒与过早死亡的风险增加联系起来。 此后其他研究将 PM2.5 与 肺病和心脏病、癌症, 痴呆 和其他疾病。
根据这项研究，环境保护局 2.5年开始调节PM1997浓度 并随着时间的推移降低了可接受的限度。
PM2.5（小到足以被吸入肺部深处的颗粒）来自多种不同的来源，包括车辆中的汽油燃烧以及木材火灾和发电厂产生的烟雾。 这是 由许多组成 不同的化学品。
煤也是许多化学物质的混合物 - 碳、氢、硫，甚至金属。 当煤炭燃烧时， 所有这些化学品 以气体或颗粒的形式排放到大气中。 一旦到达那里，它们就会被风吹走，并与大气中已有的其他化学物质相互作用。
因此，燃煤电厂下风处的任何人都可能呼吸着复杂的化学混合物，每种化学物质对人类健康都有其潜在的影响。
追踪煤炭 PM2.5
为了了解煤炭排放对人类健康造成的风险，我们追踪了 480 年以来运营的 1999 家最大的美国燃煤电厂中每家的二氧化硫排放量如何随风传播并变成微小颗粒的情况 – 煤炭PM2.5。 我们使用二氧化硫是因为它对健康有已知的影响，并且在研究期间排放量急剧减少。
然后，我们使用统计模型将 2.5 年至 70 年近 1999 万人的煤炭 PM2020 暴露与医疗保险记录联系起来。该模型使我们能够计算与煤炭 PM2.5 相关的死亡人数。
在我们的统计模型中，我们控制了其他污染源，并考虑了许多其他已知的风险因素，例如吸烟状况、当地气象和收入水平。 我们测试了多种统计方法，所有方法都产生了一致的结果。 我们将统计模型的结果与 之前的结果 测试其他来源的 PM2.5 对健康的影响，发现来自煤炭的 PM2.5 的危害性是所有其他来源的 PM2.5 的两倍。
与单个发电厂相关的死亡人数取决于多种因素——发电厂排放量、风向以及有多少人吸入污染。 不幸的是，美国公用事业公司的许多工厂都位于东海岸主要人口中心的上风处。 这一选址放大了这些工厂的影响。
在 互动在线工具，用户可以查看我们对美国每座发电厂每年死亡人数的估计，还可以了解大多数美国燃煤电厂的这些数字是如何随着时间的推移而下降的。
美国的成功故事和全球煤炭的未来
工程师们已经 设计有效的洗涤器 以及其他污染控制装置，可以在数年内减少燃煤电厂的污染。 还有 环保局有规定 特别是为了鼓励使用煤炭的公用事业公司安装洗涤器，大多数没有安装洗涤器的设施已经关闭。
结果非常显着： 二氧化硫排放量 减少约90% 在报告安装洗涤器的设施中。 自 95 年以来，全国范围内的二氧化硫排放量减少了 1999%。根据我们的统计，安装洗涤器或关闭的每个设施造成的死亡人数大幅减少。
随着水力压裂技术的进步降低了天然气的成本，而法规使燃煤电厂的运营成本变得更加昂贵， 公用事业公司开始用天然气替代煤炭 植物和可再生能源。 向天然气的转变——一种比煤炭更清洁的化石燃料，但仍然是一种温室气体 促成气候变化 – 进一步减少空气污染。
如今，煤炭为美国提供了约 27% 的电力， 从56年的1999％下降.
然而，从全球来看，煤炭的前景好坏参半。 尽管美国和其他国家正在走向煤炭大幅减少的未来，但国际能源署 预计全球煤炭使用量将增加 至少到 2025 年。
我们的研究和其他类似研究清楚地表明，煤炭使用量的增加将损害人类健康和气候。 充分利用排放控制和转向可再生能源是减少煤炭负面影响的可靠方法。
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