Исследователи из Гарвардского университета Фабьен Паулот и Дэниел Джейкоб использовали компьютерные модели, включая модель НАСА химических реакций в атмосфере, чтобы лучше представить, как аммиак взаимодействует в атмосфере с образованием вредных твердых частиц. Усовершенствованное моделирование помогло ученым сузить оценочные затраты на здоровье от загрязнения воздуха, связанного с продуктами питания, производимыми на экспорт — растущим сектором сельского хозяйства и источником положительного сальдо торгового баланса.«Стоимость» — это экономическая концепция, измеряющая, сколько люди готовы платить, чтобы избежать риска », — сказал Поло. «Это используется для количественной оценки затрат общества, а также для оценки преимуществ смягчения последствий».
Новое исследование Паулота и Джейкоба подсчитало, что ущерб здоровью, связанный с выбросами аммиака в результате сельскохозяйственного экспорта, составляет 36 миллиардов долларов в год, что составляет примерно половину доходов, полученных от того же экспорта, или 100 долларов за килограмм аммиака. Исследование было опубликовано в декабре 2013 г. в журнале Environmental Science. Технология.Новая оценка примерно вдвое превышает текущую оценку Агентства по охране окружающей среды США, которая предполагает стоимость в 47 долларов за килограмм аммиака.
Ученые говорят, что новая оценка относится к верхнему пределу диапазона, что отражает необходимость дополнительных исследований для характеристики взаимосвязи между выбросами аммиака в сельском хозяйстве и образованием вредных мелких твердых частиц — взаимосвязь, которая не так проста, как предыдущие оценки. предполагается.«Воздействие аммиака на мелкие частицы является сложным, и мы полагаем, что модели, которые ранее использовались в США для определения цены на выбросы аммиака, не отражают этого хорошо», — сказал Поло.
Навоз домашнего скота и удобрения для сельскохозяйственных культур выделяют аммиак в атмосферу. В воздухе аммиак смешивается с другими выбросами с образованием микроскопических частиц в воздухе или твердых частиц.
Наибольшую опасность для здоровья представляют частицы размером не более 2,5 микрометра, или около 1/30 ширины человеческого волоса, которые при вдыхании могут застрять глубоко в легких. Длительное воздействие связывают с сердечными и легочными заболеваниями и даже смертью. Таким образом, частицы входят в список из шести распространенных загрязнителей воздуха, регулируемых Национальными стандартами качества окружающего воздуха EPA.
Однако увеличение содержания аммиака не означает равного увеличения количества твердых частиц. Взаимосвязь зависит от метеорологии, а также от концентрации других предшественников образования твердых частиц, таких как сульфат и азотная кислота.
Чтобы прояснить влияние аммиака на мелкие частицы, Паулот и Джейкоб сначала смоделировали источники выбросов аммиака в сельском хозяйстве, используя относительно новый кадастр выбросов аммиака. Затем они использовали модель состава атмосферы NASA GEOS-Chem для моделирования сложной химии, которая преобразует сельскохозяйственные выбросы — в данном случае аммиак — в мелкие твердые частицы.Затем эта информация была объединена с данными об экспорте пищевых продуктов Министерства сельского хозяйства США и Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций, усредненными с 2000 по 2009 год. Результаты показывают, что экспорт продуктов питания из США составляет 11 процентов от общих выбросов аммиака в США.
«Наше исследование показывает, что контроль за выбросами аммиака в сельском хозяйстве может помочь уменьшить твердые частицы и обеспечить значительные социальные выгоды», — сказал Поло.Однако воздействие не везде одинаково. Районы с подветренной стороны в крупных сельскохозяйственных регионах часто создают основу для большего смешения аммиака с антропогенными выбросами в результате сжигания, например, от транспортных средств и электростанций. Более тщательное перемешивание означает образование более мелких твердых частиц.
По этой причине самые большие расходы на здравоохранение чаще всего несут более густонаселенные штаты на северо-востоке и в районе Великих озер.