研究：死亡率與二氧化碳排放有直接關連

First-ever study to link increased mortality specifically to carbon dioxide emissions
http://www.physorg.com/news118591612.html

January 03, 2008

一位史丹佛科學家，利用最先進電腦模型，將物理與化學環境過程的數值納入其中，首度闡明二氧化碳在大氣中的濃度增加與人類死亡率的增加有直接關連。這項新發現，發表在 Geophysical Research Letters 上，就在美國環保署（EPA）部份因為（各州）缺乏資料證明二氧化碳排放與其所產生的健康影響之間有所關連，而反對十幾個州設立溫室氣體的特定排放標準之後。

根據這篇由 Mark Jacobson，史丹佛公民與環境工程教授，所撰寫的論文表示，雖然大家老早就知道二氧化碳排放會促成氣候改變，但這項新研究卻詳述因二氧化碳（源自於空污）所增加的攝氏每一度，如何導致每年多死 1000 人，以及在美國引發更多呼吸急病與氣喘。也許因為這種溫室氣體，全世界每年都因溫度增加攝氏一度，而造成 2 萬起以上的空氣污染相關死亡案例。

"這是一種互為因果的關係而不只是某種相關性，" Jacobson 的研究表示，該研究在 2007 12/24 獲 Geophysical Research Letters 認可發表。 "這是第一個特別將 CO2 從全球暖化其他起因孤立出來的研究，為了是在數值上找出因 CO2 所導致的化學與氣象學上的改變，因為它的增加，使得臭氧粒子與空氣中致癌物質所引起的死亡率也跟著增加。"

Jacobson 表示這個研究與加州有特別的牽連。該研究發現在污染更加嚴重的地區，CO2 的暖化效應會更加嚴重。鑑於美國空氣品質最糟的 10 個城市中，有 6 個就位於加州，假若不為二氧化碳排放設限，這個州有可能要承擔逐漸增加的不對稱死亡重擔。

在 2007 12/19，美國環保署否決了加州與其他 16 個州的豁免（waiver），若同意將允許這些州設立自己的 CO2 排放標準，而這些標準在美國目前都尚未控管。環保署會拒絕這種豁免，部份是因為無特殊事實存在，讓它們授權特例給這些州。

環保署長 Stephen L. Johnson，被廣泛引述說，加州的申請被拒是因為該州無法證明豁免資格所需之「異常的與令人信服的狀況」。儘管先前所發表的研究專注在所有溫室氣體結合在一起之污染 -- 而非健康 -- 的全球影響上，環保署卻指出，根據 Clean Air 法案，在美國須為該署證明有特定污染源會危害公共衛生之合理預期，方能管控該污染。

Jacobson 的論文則提供了具體證據指出假若二氧化碳排放增加，加州將面臨格外悲慘的處境。"在國內 10 大污染城市有 6 個位於加州的情況下，單獨為州創造出一個特別的環境，" 他說，正在解釋二氧化碳排放所產生健康相關影響在污染嚴重的區域中會格外明顯。就此，CO2 所引起的暖化將使那些城市居民的健康比國內其他地方惡化的更加迅速。

根據 Jacobson 表示，加州因二氧化碳所引起的氣溫增加，每增加攝氏一度，將使得每千人的額外死亡（平均死亡率）增加 30%，而加州人口佔全美人口的 12%。這指出二氧化碳所引發的暖化，在加州人的健康上所產生的影響要比國內其他地方來的高。Jacobson 補充美國有許多污染已經由過去數十年來人們所吸入的空氣直接影響氣候變遷，若溫度持續上升的話，健康影響會變得更加糟糕。

Jacobson 的研究部份來自於先前利用大氣電腦模型的研究，那考慮了許多在先前研究所未曾納入考慮之氣候改變與空氣污染之間的反饋。由 Jacobson 開發了超過 18 年，那被許多人認為是世上最複雜且最完整的大氣模型。為了此研究，Jacobson 利用電腦模型決定臭氧與空中傳播粒子的數量，那導致因二氧化碳排放而起的溫度增加。臭氧會導致呼吸與心血管疾病、肺氣腫與氣喘的惡化，而且許多已發表的研究讓臭氧與更高死亡率之間的關連愈來愈強。"臭氧是種腐蝕性很強的氣體，它能侵蝕橡膠與雕像，" Jacobson 說。"它使輪胎爆裂。所以你可以想像在高濃度下，你的肺會怎樣。" 粒子則要為心血管與呼吸急病還有氣喘負責。

Jacobson 將人類與自然的氣體與粒子排放所造成的改變，與將人類所排放之二氧化碳排除的改變進行比較，獲得了全球與美國（解析度較高）的二氧化碳衝擊結果。Jacobson 同時計算溫度增加在污染上的效應。他觀察到二種重要效應：

-- 因二氧化碳所產生的更高溫度，使市區臭氧產生的化學速率增加。

-- 因二氧化碳所產生的更高溫度而導致的水增氣增加，會促使市區產生更多臭氧。

有趣的是，上述二效應對於典型鄉村區域的低污染狀態都並不重要，儘管有其他因素，例如來自於植被的較高有機氣體排放，影響著低污染區的臭氧。當有機氣體能反應形成粒子時，更多的有機氣體排放也增加了粒子在空氣中的量。

而且一般來說，在水蒸汽增加之處粒子會變得更加致命，那時它們因吸收水份而膨脹。"所增加的溼氣讓其他氣體能在粒子中分解 -- 某些酸性氣體，如硝酸、硫酸與鹽酸，" Jacobson 說。粒子本身已是空氣污染的有害化合物了，那些東西都會增加粒子的毒性。

Jacobson 亦發現大氣氣溫會因為二氧化碳上升的比地面溫度更加迅速，改變垂直溫度的 profile，那會減少污染的擴散，也因此讓粒子集中在它們形成之處附近。

在研究最終階段，Jacobson 利用電腦模型將具有健康影響之空間性變異的（spatially varying）美國人口列為重要因素。健康影響已證明與空氣污染有關。

"這些模擬透過化學、運輸、雲層、排放與其他影響污染之過程說明了臭氧與粒子的改變，" Jacobson 說。"二氧化碳明確地引起這些改變，因為它是唯一會變化的輸入。"

"最後，你因為二氧化碳以及伴隨而來的氣候變化，吸入了大量的有毒化學，而這之間的連結顯然相當穩固，" 他說。"在邏輯上，下一步是要減少二氧化碳，並改善美國與世界各地人們的健康，那些人目前正遭受與之相關的空氣污染健康問題之苦。"

※ 相關報導：

＊ On the causal link between carbon dioxide and air pollution mortality
http://www.agu.org/pubs/crossref/2008/2007GL031101.shtml

Mark Z. Jacobson
Geophys. Res. Lett., 35, L03809,
doi: 10.1029/2007GL031101.

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