Air Pollution

ดาบสองคมไนโตรเจนของเรา ไนโตรเจนดำรงอยู่เป็นความเป็นคู่อย่างลึกซึ้งในระบบของโลก รูปแบบในชั้นบรรยากาศที่เฉื่อยของมัน ($N_2$) ประกอบเป็นก๊าซที่มีมากที่สุดรอบโลก เมื่อถูกแปลงเป็นรูปแบบที่มีปฏิกิริยาผ่านกระบวนการตรึง ไนโตรเจนจะเปลี่ยนรูปเป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับโปรตีนและดีเอ็นเอ กลายเป็นเครื่องยนต์ของผลผลิตทางการเกษตรที่หล่อเลี้ยงประชากรหลายพันล้านคน ตลอดประวัติศาสตร์มนุษย์ส่วนใหญ่ การแปลงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศเป็นสารประกอบที่ค้ำจุนชีวิตยังคงเป็นอาณาเขตเฉพาะของฟ้าผ่าและจุลินทรีย์เฉพาะทาง กระบวนการธรรมชาตินี้กำหนดขีดจำกัดที่เข้มงวดและยั่งยืนต่อปริมาณสิ่งมีชีวิตที่โลกสามารถรองรับได้ การประดิษฐ์กระบวนการฮาเบอร์-บอชในศตวรรษที่ 20 ทำลายข้อจำกัดทางธรรมชาตินี้ กิจกรรมของมนุษย์ได้เพิ่มอัตราที่ไนโตรเจนที่มีปฏิกิริยาเข้าสู่วัฏจักรบนบกเป็นสองเท่า12 จากดินโบราณสู่การค้นพบที่ระเบิด ความสัมพันธ์ของมนุษยชาติกับไนโตรเจนวิวัฒนาการจากการค้นพบอย่างช้าๆ สู่การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันและปฏิวัติ สังคมเกษตรกรรมปฏิบัติการจัดการไนโตรเจนโดยสัญชาตญาณมาหลายพันปีผ่านการหมุนเวียนพืช การพักที่ดิน และการใช้ปุ๋ยคอก ความรู้สึกลึกซึ้งของวิกฤตที่ใกล้เข้ามาเกิดขึ้นในปลายศตวรรษที่ 19 เซอร์วิลเลียม ครูกส์เตือนในสุนทรพจน์อันยิ่งใหญ่ของเขาในปี 1898 ว่าโลกจะเผชิญกับความอดอยากครั้งใหญ่เว้นแต่นักวิทยาศาสตร์จะค้นพบวิธีการสังเคราะห์ปุ๋ยไนโตรเจนจากอากาศ3 ทางออกมาถึงกว่าทศวรรษต่อมาผ่านกระบวนการฮาเบอร์-บอช พัฒนาโดยนักเคมีชาวเยอรมัน ฟริตซ์ ฮาเบอร์ และคาร์ล บอช และได้มาตรฐานในปี 191334 กระบวนการนี้ใช้อุณหภูมิและความดันสูงเพื่อรวมไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ ($N_2$) กับไฮโดรเจนเพื่อผลิตแอมโมเนีย ($NH_3$) มากกว่าครึ่งหนึ่งของปุ๋ยอุตสาหกรรมทั้งหมดที่ใช้ในประวัติศาสตร์มนุษย์จนถึงปี 1990 ถูกใช้ในทศวรรษ 1980 เพียงอย่างเดียว2 ประตูน้ำท่วมไนโตรเจนเปิดกว้าง กิจกรรมของมนุษย์ในปัจจุบันสร้างไนโตรเจนที่มีปฏิกิริยามากกว่ากระบวนการธรรมชาติบนบกทั้งหมดรวมกัน12 แหล่งหลักสามแหล่งขับเคลื่อนน้ำท่วมนี้: การผลิตปุ๋ยอุตสาหกรรมผ่านกระบวนการฮาเบอร์-บอช การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่ปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ ($NO_x$) และการเพาะปลูกพืชตรึงไนโตรเจนอย่างแพร่หลายเช่นถั่วเหลือง ผลที่ตามมาของภาระไนโตรเจนเกินแสดงออกทั่วโลก การใช้ปุ๋ยมีเสถียรภาพในหลายประเทศพัฒนาแล้วแต่เพิ่มขึ้นอย่างมากในประเทศกำลังพัฒนา12 ไนตรัสออกไซด์ ($N_2O$) เป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีพลังมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 300 เท่า5 การไหลบ่าของไนโตรเจนส่วนเกินเป็นเชื้อเพลิงให้กับยูโทรฟิเคชัน—การบานของสาหร่ายขนาดใหญ่ที่บริโภคออกซิเจน สร้าง “โซนตาย” ชายฝั่งและน้ำจืดอันกว้างใหญ่56 ...

ปาฏิหาริย์ทางเคมีกลายเป็นภัยคุกคามระดับโลก การพัฒนา PFAS เริ่มขึ้นในทศวรรษ 1940 เมื่อผู้ผลิตเริ่มผลิตสารเคมีเหล่านี้สำหรับคุณสมบัติพิเศษในการต้านทานน้ำ น้ำมัน และคราบ ในตอนแรกได้รับการยกย่องในเรื่องความหลากหลายในเครื่องครัวเคลือบกันติด โฟมดับเพลิง และการใช้งานอุตสาหกรรมนับไม่ถ้วน พันธะคาร์บอน-ฟลูออรีนที่แข็งแกร่งที่ทำให้สารเคมีเหล่านี้มีประโยชน์ยังทำให้พวกมันแทบจะทำลายไม่ได้ในสภาพแวดล้อมธรรมชาติ ความตระหนักด้านกฎระเบียบปรากฏขึ้นทีละน้อยเมื่อข้อกังวลด้านสุขภาพเพิ่มขึ้น หลักชัยสำคัญแรกเกิดขึ้นในปี 2000 เมื่อ 3M หยุดการผลิต PFAS สายยาวบางชนิดโดยสมัครใจ การยอมรับในระดับสากลของปัญหาเร่งขึ้นด้วยการจัดรายการ PFOS ในปี 2009 และ PFOA ในปี 2019 โดยอนุสัญญาสตอกโฮล์มเป็นสารมลพิษอินทรีย์ที่คงอยู่ซึ่งต้องการการกำจัดหรือจำกัดทั่วโลก เรากำลังว่ายน้ำในซุปเคมีที่เราสร้างขึ้นเอง การปนเปื้อน PFAS ร่วมสมัยเป็นตัวอย่างในตำราของการเกินขอบเขตดาวเคราะห์ในมลพิษทางเคมี ข้อมูล EPA ล่าสุดเผยว่าชาวอเมริกันมากกว่า 143 ล้านคนได้รับ PFAS ในน้ำดื่ม PFAS ถูกตรวจพบในตัวอย่างเลือดของชาวอเมริกัน 97% แสดงให้เห็นการสัมผัสอย่างทั่วถึงกับสารเคมีเหล่านี้ ผลกระทบต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัส PFAS รวมถึงระดับคอเลสเตอรอลที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพวัคซีนลดลง การเปลี่ยนแปลงเอนไซม์ตับ ภาวะแทรกซ้อนในการตั้งครรภ์ น้ำหนักแรกเกิดลดลง และความสัมพันธ์กับมะเร็งไตและอัณฑะ อาการเมาค้างทางเคมีจะทำให้เราต้องจ่ายไปหลายชั่วอายุคน การสร้างแบบจำลองเส้นทางปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าวิกฤตการปนเปื้อน PFAS จะแย่ลงอย่างมากหากไม่มีการแทรกแซงทันที ธรรมชาติที่คงทนของสารเคมีเหล่านี้หมายความว่าแม้การผลิต PFAS ทั้งหมดจะหยุดลงทันที การสัมผัสทางสิ่งแวดล้อมและมนุษย์จะยังคงดำเนินต่อไปเป็นเวลาหลายทศวรรษ ...

มลพิษทางอากาศเป็นหนึ่งในความเสี่ยงด้านสุขภาพสิ่งแวดล้อมที่สำคัญที่สุดในระดับโลก การวิจัยปัจจุบันระบุว่ามลพิษทางอากาศเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตประมาณ 8.1 ล้านคนต่อปีทั่วโลก ทำให้เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการเสียชีวิตที่ป้องกันได้ ในกรอบเศรษฐศาสตร์โดนัท มลพิษทางอากาศเป็นตัวแทนของขีดจำกัดของโลกที่สำคัญซึ่งบั่นทอนรากฐานทางสังคมของสุขภาพมนุษย์โดยตรง มลพิษทางอากาศในฐานะวิกฤตสุขภาพสิ่งแวดล้อม ภัยคุกคามด้านสุขภาพสิ่งแวดล้อมที่แผ่ซ่านจากมลพิษทางอากาศเป็นความท้าทายพื้นฐานต่อความเป็นอยู่ที่ดีของมนุษย์ เมื่อคุณภาพอากาศเสื่อมลง ผลกระทบโดยตรงต่อสุขภาพมนุษย์จะปรากฏขึ้น สร้างผลกระทบแบบลูกคลื่นข้ามมิติทางสังคมอื่นๆ รวมถึงความสามารถในการทำงาน ผลิตภาพทางเศรษฐกิจ และการเข้าถึงการดูแลสุขภาพ มลพิษทางอากาศประกอบด้วยส่วนผสมที่หลากหลายของก๊าซและอนุภาคจากแหล่งที่มนุษย์สร้างขึ้นและจากธรรมชาติ กิจกรรมอุตสาหกรรม การขนส่ง การผลิตพลังงาน การเกษตร และการทำความร้อนและการทำอาหารในครัวเรือนมีส่วนทำให้เกิดส่วนผสมที่ซับซ้อนนี้ ประวัติศาสตร์ของมลพิษทางอากาศและการวิจัยด้านสุขภาพ การยอมรับมลพิษทางอากาศในฐานะปัญหาสาธารณสุขได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในศตวรรษที่ผ่านมา เหตุการณ์มลพิษในยุคอุตสาหกรรมตอนต้นเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญในการทำความเข้าใจผลกระทบต่อสุขภาพ การศึกษาหกเมืองของฮาร์วาร์ดและการศึกษาของสมาคมมะเร็งอเมริกันในทศวรรษ 1990 เปิดเผยหลักฐานสำคัญที่เชื่อมโยงการสัมผัสฝุ่นละอองในระยะยาวกับอัตราการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้น ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันชี้ว่าอาจไม่มี “เกณฑ์ที่ปลอดภัย” สำหรับสารมลพิษทางอากาศหลายชนิด โดยเฉพาะฝุ่นละอองขนาดเล็ก ($PM_{2.5}$) ผลกระทบต่อสุขภาพในปัจจุบัน ขนาดของผลกระทบด้านสุขภาพจากมลพิษทางอากาศในระดับโลกเป็นหนึ่งในความเสี่ยงด้านสุขภาพสิ่งแวดล้อมที่ใหญ่ที่สุด การประมาณการล่าสุดระบุว่ามลพิษทางอากาศรับผิดชอบต่อการเสียชีวิตประมาณ 8.1 ล้านคนในปี 2021 การกระจายภาระทั่วโลกแสดงให้เห็นความไม่เท่าเทียมกันอย่างชัดเจน โดยประเทศรายได้ต่ำและปานกลางมักประสบกับระดับมลพิษที่สูงกว่า ผลกระทบโดยตรงส่งผลต่อระบบทางเดินหายใจทันทีที่สุด เมื่อความเข้มข้นของ $PM_{2.5}$ เพิ่มขึ้นเพียง 10 µg/m³ อัตราการเสียชีวิตจากโรคทางเดินหายใจเพิ่มขึ้นประมาณ 0.58% แม้ว่าผลกระทบต่อระบบทางเดินหายใจจะเข้าใจได้ง่ายกว่า แต่ผลกระทบต่อหัวใจและหลอดเลือดคิดเป็นส่วนใหญ่ของการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับมลพิษทางอากาศ การสัมผัสในระหว่างตั้งครรภ์สร้างความเสี่ยงทั้งต่อมารดาและทารกในครรภ์ที่กำลังพัฒนา การสัมผัส $PM_{2.5}$ ที่เพิ่มขึ้นทุก 10 μg/m³ มีความสัมพันธ์กับน้ำหนักแรกเกิดลดลงประมาณ 16.54 กรัม ในปี 2021 มลพิษทางอากาศถูกระบุว่าเป็นปัจจัยเสี่ยงอันดับสองที่ทำให้เสียชีวิตในเด็กอายุต่ำกว่า 5 ปีทั่วโลก ...

เปิดเผยความลึกของมลพิษทางทะเล อุตสาหกรรมการเดินเรือระดับโลก แม้จะมีความสำคัญต่อการค้าระหว่างประเทศและการเติบโตทางเศรษฐกิจ แต่ก็มีส่วนสำคัญในการสร้างมลพิษทางเคมีในมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศของเรา มลพิษนี้ขยายไปไกลกว่าการรั่วไหลของน้ำมันที่มองเห็นได้ซึ่งมักเป็นข่าวพาดหัว มันครอบคลุมส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารมลพิษทางอากาศ ก๊าซเรือนกระจก และสารปนเปื้อนในน้ำ ที่มีผลกระทบกว้างไกลต่อทั้งสุขภาพสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ จากใบเรือสู่การเผาไหม้: ประวัติศาสตร์มลพิษจากเรือ ปัญหามลพิษทางเคมีจากเรือได้พัฒนาควบคู่ไปกับการเติบโตของการค้าทางทะเลระดับโลก ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20 ปริมาณการค้าทางทะเลเพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้มลพิษจากเรือเพิ่มขึ้นตามไปด้วย1 ในตอนแรก ความสนใจมุ่งเน้นไปที่การรั่วไหลของน้ำมันและมลพิษทางน้ำที่มองเห็นได้เป็นหลัก อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับเคมีบรรยากาศและระบบนิเวศทางทะเลก้าวหน้าขึ้น ขอบเขตของความกังวลก็ขยายไปรวมถึงการปล่อยมลพิษทางอากาศและผลกระทบรองของมัน12 น่านน้ำที่มีปัญหา: มลพิษจากเรือในปัจจุบัน เรือและอากาศ - ความเป็นจริงที่ทำให้หายใจไม่ออก การปล่อยไอเสียจากเรือเป็นหนึ่งในความท้าทายที่สำคัญที่สุดในการควบคุมมลพิษทางอากาศระดับโลก นำเสนอส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารมลพิษที่เป็นอันตรายซึ่งส่งผลกระทบต่อทั้งสุขภาพของมนุษย์และระบบสิ่งแวดล้อม การปล่อยไอเสียประกอบด้วยองค์ประกอบอันตรายหลายชนิด รวมถึงซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) อนุภาคขนาดเล็ก (PM) และสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs)32 เพื่อให้เห็นภาพผลกระทบนี้ อุตสาหกรรมการเดินเรือมีส่วนในการปล่อย NOx ของโลกประมาณ 15% และการปล่อย SOx 13%1 การศึกษาระบุว่าการปล่อยมลพิษจากเรือเชื่อมโยงกับการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรประมาณ 14,500-37,500 รายต่อปีทั่วโลก ส่วนใหญ่เนื่องจากโรคหัวใจและหลอดเลือดและโรคทางเดินหายใจ14 ภัยคุกคามที่มองไม่เห็นของมลพิษทางน้ำ มลพิษทางน้ำจากเรือเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญซึ่งขยายไปไกลกว่าการปล่อยมลพิษทางอากาศ เรือมีส่วนในมลพิษทางทะเลผ่านกลไกสำคัญหลายประการ เมื่อเกิดการรั่วไหลโดยไม่ตั้งใจของน้ำมันและสารเคมี สามารถทำลายระบบนิเวศทั้งหมด ส่งผลกระทบต่อทุกสิ่งตั้งแต่สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กไปจนถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทางทะเลขนาดใหญ่5 การปล่อยน้ำท้องเรือเป็นแหล่งมลพิษที่สำคัญอีกแหล่งหนึ่งในสภาพแวดล้อมทางทะเล น้ำที่ปนเปื้อนนี้สะสมในส่วนล่างสุดของเรือและโดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนผสมของน้ำมัน สารเคมี และสารอันตรายอื่นๆ5 ...