Ricercatori di Stanford scoprono che il fumo degli incendi sta distruggendo decenni di miglioramenti della qualità dell’aria, esponendo milioni di americani a livelli di inquinamento estremi
I ricercatori di Stanford hanno sviluppato un modello di intelligenza artificiale per prevedere l’inquinamento da particelle pericolose, per aiutare a monitorare il rapido peggioramento del fumo degli incendi boschivi nell’Ovest americano. I risultati dettagliati mostrano che milioni di americani sono abitualmente esposti a livelli di inquinamento raramente visti solo un decennio fa.
DI JOSIE GARTHWAITE
Il fumo degli incendi selvaggi espone ogni anno milioni di americani a livelli pericolosi di particolato fine, con una quantità di fuliggine tale da cancellare gran parte dei guadagni in termini di qualità dell’aria ottenuti negli ultimi due decenni.
Nell’ultimo decennio, il PM2,5 prodotto dal fumo degli incendi è aumentato in gran parte degli Stati Uniti, in particolare negli Stati occidentali, ma in alcune aree del Sud e dell’Est si sono registrati modesti cali. Questa mappa mostra la variazione decadale del PM2,5 da fumo, ovvero la differenza della media giornaliera del PM2,5 da fumo nel periodo 2006-2010 rispetto al periodo 2016-2020. (Immagine: Childs et al. 2022, Environmental Science & Technology)
Questi sono alcuni dei risultati di un nuovo studio dell’Università di Stanford, pubblicato il 22 settembre su Environmental Science & Technology, che si concentra su un tipo di inquinamento particellare noto come PM2,5, che può depositarsi in profondità nei polmoni e persino entrare nel flusso sanguigno.
Utilizzando modelli statistici e tecniche di intelligenza artificiale, i ricercatori hanno stimato le concentrazioni di PM2,5 derivanti specificamente dal fumo degli incendi boschivi con un dettaglio sufficiente a rivelare le variazioni all’interno delle singole contee e dei singoli eventi di fumo da una costa all’altra dal 2006 al 2020.
“Abbiamo scoperto che le persone sono esposte a un maggior numero di giorni con fumo da incendi boschivi e a un numero maggiore di giorni estremi con alti livelli di particolato fine da fumo”, ha dichiarato l’autrice principale dello studio, Marissa Childs, che ha lavorato alla ricerca come dottoranda presso l’Emmett Interdisciplinary Program in Environment and Resources (E-IPER) di Stanford. A differenza di altre importanti fonti inquinanti, il fumo degli incendi boschivi è considerato un “evento eccezionale” ai sensi del Clean Air Act, ha spiegato la ricercatrice, “il che significa che una parte crescente del particolato a cui le persone sono esposte non è regolamentata”.
Esposizione di routine a eventi di fumo estremi
Childs e i suoi coautori sono stati sorpresi di scoprire quanto rapidamente le esposizioni più estreme siano passate da rarità a routine.
Mentre un decennio fa meno di mezzo milione di persone viveva in aree in cui si registrava un’aria malsana almeno un giorno all’anno, misurata come un giorno in cui le concentrazioni di PM2,5 prodotte dal fumo degli incendi selvatici raggiungevano almeno i 100 microgrammi per metro cubo, negli ultimi anni questo numero è salito a oltre otto milioni, con un aumento di 27 volte. “È stato molto più alto di quanto mi aspettassi, e questa è la media su più anni recenti”, ha detto l’autore senior dello studio Marshall Burke, professore associato di scienza del sistema terrestre presso la Stanford Doerr School of Sustainability. “Molti singoli anni, in particolare il 2020, sono stati molto peggiori”.
Il numero di persone esposte ai livelli più estremi di inquinamento è cresciuto ancora più drammaticamente, con un aumento di 11.000 volte del numero di persone che hanno sperimentato almeno un giorno al di sopra dei 200 microgrammi per metro cubo. “Un decennio fa i giorni con 200 microgrammi erano praticamente inesistenti”, ha detto Burke. Ora, oltre 1,5 milioni di persone vivono in luoghi “abitualmente” esposti a queste condizioni.
Le concentrazioni di PM2,5 dovute al fumo degli incendi stanno crescendo più rapidamente nelle popolazioni a più alto reddito e in quelle che, secondo i dati del censimento, sono prevalentemente ispaniche – un riflesso dei dati demografici degli Stati occidentali e sudoccidentali che sono stati più duramente colpiti dagli incendi.
Media giornaliera di PM2,5 da fumo per anno. Ogni pannello mostra la media giornaliera del PM2,5 da fumo in ogni località e in ogni anno, calcolata come media di tutti i giorni in ogni cella della griglia in ogni anno. (Immagine: Childs et al. 2022, Environmental Science & Technology)
Risolvere il problema degli incendi
Gli autori si sono posti l’obiettivo di comprendere l’impatto del fumo degli incendi sulla società. “Per farlo bene, sono necessarie misure dell’esposizione al fumo a livello locale e su lunghi periodi di tempo. Queste non esistevano”, ha detto Burke, che è anche borsista presso il Freeman Spogli Institute for International Studies, lo Stanford Woods Institute for the Environment e lo Stanford Institute for Economic Policy Research.
“L’inquinamento da fumo è particolarmente difficile da misurare, sia perché è difficile sapere quale porzione di particolato proviene dal fumo, sia perché abbiamo monitoraggi dell’inquinamento solo in un numero limitato di località negli Stati Uniti”, ha spiegato Childs, che ora è uno studioso post-dottorato presso il Centro per l’Ambiente di Harvard. Utilizzando i dati satellitari, il team di Stanford ha addestrato un modello di apprendimento automatico per prevedere con precisione le concentrazioni di PM2,5 dovute al fumo degli incendi nelle aree che non dispongono di monitor.
Le stime ottenute possono essere confrontate con le misurazioni di lunga durata effettuate dai monitor federali della qualità dell’aria, fornendo previsioni rapide e affidabili.
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