山火事の煙が都市汚染と反応し、新たな有毒空気災害を引き起こす

山火事の煙には、吸い込むと危険な粒子が含まれているだけでなく、都市の大気汚染と反応して有毒なオゾンを生成する可能性があります。

カナダの大規模な山火事からの煙が米国全土数千マイルに吹き飛ばされ、太陽が遮られ、多くの都市が咳を誘発する霧に覆われている。 煙が風に乗って漂うにつれて、その途中で、その部分の合計よりも大きな新たな危険も生み出します。それは、山火事の煙の成分と都市の大気汚染との化学反応から生じる厄介なオゾンカクテルです。

科学者たちは、オゾンが太陽光と、揮発性有機化合物 (VOC) や窒素酸化物 (NOx) と呼ばれる山火事の煙に含まれる化学物質との反応の副産物であることを長年知っていました。 大気中にオゾンが多く含まれていると、有害な紫外線を遮断してくれるため有益です。 しかし、地表のオゾンは呼吸障害やその他の健康上の問題を引き起こす可能性があります。 今年初めに『Environment Science and Technology』誌に発表された研究では、煙の中の NOx がすべてなくなった場合でも、煙がオゾンを生成する可能性があることが示されています。 噴煙が都市上空を吹き抜けると、まだ化学反応を起こしていないVOCが、都市部での化石燃料の燃焼によって生成される豊富なレベルのNOxと混合する機会が再び与えられます。

ここ数日、米国東部を覆った山火事の煙によって引き起こされた大気質問題に対する注目の多くは、粒子状物質に集中している。粒子状物質とは、肺の奥まで吸い込まれ、重大な健康リスクを引き起こす可能性のある微粒子である。 しかし、高レベルのオゾンに長時間さらされることも危険です。 特に子供、高齢者、屋外で長時間過ごす人に、喘息を悪化させ、咳、喉の痛み、呼吸困難を引き起こす可能性があります。

オゾンの懸念は山火事の近くの都市だけではありません。VOC は長期間持続する可能性があるため、1,000 マイル以上離れた場所からの火災でさえ、NOx が充満した都市のオゾンレベルを上昇させる可能性があります。 そして、気候変動はより頻繁かつ激烈な山火事の発生につながるため、リスクが高まります。 「これは現在深刻な問題です」と、米国海洋大気庁の大気化学者であり、この新しい研究の共著者であるスティーブン・ブラウン氏は言う。 「気候変動への対応ができた今、私たちは全く異なる課題に直面しています。山火事から生じるこれらの新たな排出物は、大気質の継続的な改善を望んでいる人々にとって課題となっています。」

米国のオゾン レベルは国家大気環境基準によって規制されており、8 時間の平均で 70 ppb (10 億分の 1) に設定されています。 この基準は、毎年 70 ppb 以上のオゾンが長期間にわたって存在する都市に法的影響を課します。 山火事から発生するオゾンは「都市が基準を上回っているか下回っているかの違いを生むのに十分な量だ」とブラウン氏は言う。 5月23日、カナダ西部からの山火事の煙が市を包み込む中、デンバーのある現場では、これまでの年間平均レベルが約40ppbだったのに対し、オゾン汚染濃度は81ppbを超えた。 カリフォルニア大学ロサンゼルス校の大気化学者スザンヌ・ポールソン氏は、オゾンレベルの上昇は「特定の集団、特に呼吸器系疾患を持つ集団にとって重大な影響を与える」ため、今回の研究結果は重要だと述べた。 ポールソン氏は新たな研究には関与していないが、この研究は「そうでなかった場合よりもオゾンが確実に多く存在するだろう」ことを示していると述べた。

不健康なオゾンレベルが存在する場合、環境保護庁は屋内に留まり、空気清浄機を購入し、屋外でのレクリエーションを早朝と夕方に制限し、N95マスクを着用することを推奨しています。

山火事の煙によるオゾンへの影響を軽減することは、各都市にとって独自の課題になるだろうとブラウン氏は言う。 オゾン生成量は NOx 濃度に応じて増加しますが、それはある時点までに限られます。 NOx の特定のしきい値を超えると、オゾン生成の効率が低下します。

大気中の NOx レベルから生成できるオゾンの最大量に達していない都市は、「NOx に敏感」であるとみなされます。 逆に、都市が利用可能な NOx から生成できるオゾンの最大レベルを超えている場合、その都市は「NOx で飽和している」と見なされます。 NOx の飽和は、大部分の排出物が放出される都市の中心部付近で蔓延する傾向があります。

直観に反することに、NOx で飽和した都市が山火事の煙に対応するために NOx レベルを減らそうとすると、オゾンレベルが一時的に上昇することになります。 一方、NOx に敏感な都市では、緩和へのより直接的なアプローチがとられるでしょう。自動車、トラック、建設機械、その他の産業源からの NOx 生成に対する規制を強化することで、オゾンレベルが改善される可能性があります。

このような複雑さにもかかわらず、ブラウン氏はこの問題は解決できると楽観視している。 「問題を理解するまで、その解決方法を見つけることはできません」と彼は言います。 自由の女神を煙で消し去る衝撃的な最近の画像を見て、多くの人にとって、空気の質の複雑さが、気候変動の中で何百万もの人々の健康にとっていかに不可欠なものとなっているかを理解することの重要性を痛感している。 ポールソン氏が言うように、煙に満ちた私たちの風景は「気候変動の影響を強く示すもの」です。

デビン・ファーミロー彼女はコロラド州ボルダーを拠点とする環境ジャーナリストです。現在、コロラド大学ボルダー校のジャーナリズム プログラムの修士課程の候補者です。 Twitter @devinafarmiloe で Devin をフォローしてください。

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