Результаты финансируемого НАСА исследования позволяют утверждать, что загрязнение аммиаком из сельскохозяйственных источников приводит к большему увеличению расходов на здравоохранение, чем предполагалось ранее.
Исследователи из Гарвардского университета Фабьен Полот и Даниэль Джейкоб использовали компьютерные модели, включая предоставленные НАСА модели химических реакций в атмосфере, чтобы лучше представлять то, как аммиак взаимодействует в атмосфере и образует вредные твердые частицы. Улучшенная модель помогла ученым сфокусироваться на предполагаемых расходах на здравоохранение вызванных загрязнением воздуха, и связанного с этим производства продуктов питания на экспорт – в растущем секторе сельского хозяйства и источник положительного торгового баланса.
«Расходы на здравоохранение» – это экономическая концепция, позволяющая определить, сколько люди готовы заплатить, чтобы избежать риска, – объясняет Полот. – Она используется не только для количественной оценки расходов общества, но и для оценивания преимуществ уменьшения негативных последствий.
Результаты нового исследования Полота и Джейкоба, опубликованные в журнале «Экологические науки и технологии», позволили учёным рассчитать расходы на здравоохранение, связанные с выбросами аммиака при экспорте сельскохозяйственной продукции, и составившие 36 миллиардов долларов в год – что равняется приблизительно половине доходов от того же экспорта – или $100 за килограмм аммиака.
Новая оценка примерно вдвое превышает последнюю оценку Управления по охране окружающей среды США, которая прогнозировала стоимость за килограмм аммиака в $47. Ученые говорят, что новая оценка находится в верхнем пределе диапазона, что свидетельствует о необходимости дальнейших исследований, призванных охарактеризовать отношения между сельскохозяйственными выбросами аммиака и образованием вредных мелких твердых частиц – отношения, которые оказались не такими простыми, как предполагала предыдущие оценки.
Аммиак оказывает сложное воздействие на мелкие частицы, и мы считаем, что модели, использовавшиеся ранее для оценки стоимости выбросов аммиака, были недостоверными, – отмечает Полота.
Навоз и удобрения для сельскохозяйственных культур высвобождают аммиак в атмосферу. В воздухе аммиак смешивается с другими выбросами в форме взвешенных в воздухе микроскопических частиц или аэрозоля. Частицы, представляющие наибольшую опасность для здоровья, размером не более 2,5 микрометра в поперечнике, или около 1/30 ширины человеческого волоса, и могут при вдыхании осесть глубоко в легких. Их длительное воздействие приводит к заболеваниям сердца, легких и даже к смерти. Таким образом, подобные частицы находятся в списке шести общих загрязнителей воздуха, регулируемых Национальными стандартами качества атмосферного воздуха УООС.
Хотя следует отметить, что увеличение аммиака, не приводит к равному увеличению частиц. Соотношение зависит как от метеорологии, так и от концентрации других предшественников образования частиц, таких как сульфат и азотная кислота.
Чтобы прояснить влияние аммиака на мелкие частицы, сначала Полот и Джейкоб смоделировали сельскохозяйственные источники выбросов аммиака, воспользовавшись относительно новым оборудованием. Затем они использовали модель химического состава атмосферы НАСА GEOS для моделирования сложной химии, которая преобразует сельскохозяйственные выбросы – в данном случае аммиак – в мелкие твердые частицы.
Затем полученная информация была объединена с данным экспорта продовольствия, предоставленные Департаментом сельского хозяйства США и Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН, за период с 2000 по 2009 года. Результаты показывают, что американский экспорт продовольствия составляет 11 процентов от общего объема выбросов аммиака США.
Наше исследование показывает, что контроль выбросов аммиака в сельском хозяйстве позволит сократить образование твердых частиц и обеспечит существенные социальные выгоды, – подвёл итог Полот.
Тем не менее, данное воздействие не одинаково по всему миру. Области, расположенные с подветренной стороны от крупных сельскохозяйственных регионов, зачастую способствуют большему проценту смешивания аммиака с антропогенными выбросами от сгорания, например, автомобильного топлива и ресурсов электростанций. Больший процент смешивания приводит к увеличению образования мелких твердых частиц. По этой причине, рост расходов на здравоохранение чаще всего ассоциируется с более населенными странами и регионами.
