Ett team av forskare från University of Illinois uppskattade dödlighetskostnaderna förknippade med luftföroreningar i USA genom att utveckla och tillämpa en ny maskininlärningsbaserad metod för att uppskatta de förlorade livsåren och kostnaderna i samband med exponering för luftföroreningar.

Forskare från Gies College of Business i Illinois studerade orsakseffekterna av akut exponering för fina partiklar på dödligheten, sjukvårdsanvändning och medicinska kostnader bland äldre amerikaner genom Medicare-data och ett unikt sätt att mäta luftföroreningar via förändringar i lokal vindriktning.

Forskarna - Tatyana Deryugina, Nolan Miller, David Molitor och Julian Reif – beräknade att minskningen av partiklar som upplevdes mellan 1999-2013 resulterade i minskningar av äldres dödlighet till ett värde av 24 miljarder dollar årligen i slutet av den perioden. Garth Heutel från Georgia State University och National Bureau of Economic Research var medförfattare till uppsatsen.

"Vårt mål med detta dokument var att kvantifiera kostnaderna för luftföroreningar på dödligheten i en särskilt utsatt befolkning:äldre, sade Deryugina, en professor i finans som studerar luftföroreningars hälsoeffekter och fördelningspåverkan. "Förstå hur luftföroreningar påverkar dödligheten, sjukvårdsanvändning och medicinska kostnader är avgörande för att skapa effektiva miljöpolicyer eftersom yttre faktorer som en persons redan existerande hälsotillstånd kan göra det svårt att exakt uppskatta orsakseffekterna av föroreningar på hälsan."

Cirka 25 % av den äldre Medicare-befolkningen var sårbara för akuta föroreningschocker, enligt forskarna.

"Vår analys visar att de mest sårbara Medicare-mottagarna är de som lider av kroniska tillstånd och har höga utgifter för sjukvård, sa Reif, professor i finans och fakultetsledamot vid Institutet för regering och offentliga angelägenheter. "Vi uppskattar att medlemmar i den mest utsatta gruppen - de med en förväntad livslängd på mindre än ett år - löper över 30 gånger större risk att dö av föroreningar än den typiska Medicare-mottagaren."

"Eftersom vi använder en big data-strategi, vi kan se hur luftföroreningar påverkar hela den äldre befolkningen i USA under dessa 14 år, sa Miller, Daniel och Cynthia Mah Helle professor i finans. "Medicare-data är bra eftersom det har varje interaktion med hälso- och sjukvårdssystemet i vårt urval för praktiskt taget varje äldre person."

Den typiska luftföroreningsforskningen är mer en fallstudie, sa Miller.

"Det finns en föroreningshändelse i en viss stad, och det finns en dödlighet kring denna händelse, men det är svårt att få en korrekt allmän uppskattning av den totala effekten, " sade han. "Föroreningar produceras som en förpackning:Du bränner saker och det producerar partiklar, men det producerar också andra föroreningar. Vår metodik kan ta mycket data, människor och föroreningshändelser. Och det tillåter oss att mer exakt identifiera den totala effekten av föroreningar, eftersom vindmönster påverkar dessa olika föroreningar på olika sätt. Så vi kan reta isär vilka av dessa föroreningar vi tycker är viktigast och driver dessa dödlighetseffekter."

Genom att utnyttja den dagliga variationen i akut exponering för fina partiklar föroreningar som drivs av förändringar i vindriktning, forskarna fann betydande effekter av exponering på dödligheten, sjukhusinläggningar och medicinska utgifter.

"En viktig del av studien var att utnyttja 40 miljarder observationer med maskininlärningstekniker, sa Molitor, professor i finans. "Vi använde maskininlärning för att förutsäga hur länge människor skulle ha levt i frånvaro av föroreningshändelsen och för att belysa vem som är mest sårbar för föroreningar. En av dem är att en individs förväntade livslängd - hur mycket längre de kan förvänta sig att leva - är en mycket bättre mått på sårbarhet för föroreningar än deras ålder."

Forskarna fann också att ökningar av partiklar leder till fler akutbesök, sjukhusvistelser och högre patientkostnader.

"Dödligheten är bara en av många potentiella kostnader för luftföroreningar, " Sa Molitor. "De äldre som inte dör kan engagera sig i andra kostsamma aktiviteter som att gå till sjukhuset för förebyggande eller akutvård. Dessa steg kan hjälpa dem att undvika döden, men det betyder inte att föroreningar inte har några kostnader för deras hälsa eller ekonomi."

I synnerhet, forskarna fann också att misslyckandet med att anpassa sig till den redan existerande hälsan hos dem som dör av en akut föroreningshändelse tenderar att överskatta fördelarna med minskad luftförorening med minskad dödlighet.

"En fråga som uppstår när man uppskattar dödlighetseffekter är om de som dör av föroreningsexponering ändå skulle ha gått bort snart utan den externa föroreningschocken, " sade Molitor. "Om dödsfall orsakade av föroreningar inträffar oproportionerligt bland de minst friska, att ignorera denna faktor kan leda till en överskattning av de levnadsår som förlorats på grund av föroreningar."

"Men vi fann att den typiska personen som dör till följd av föroreningsexponering inte är någon som du förväntar dig att dö om en vecka eller en månad, ", sa Miller. "Det är människor som har i genomsnitt 3,6 år kvar att leva, jämfört med cirka 11 år för den typiska äldre Medicare-inskriven. Så, även om de är mindre friska än den genomsnittliga Medicare-mottagaren, det här är människor som vi förväntar oss att ha tre och ett halvt någorlunda friska levnadsår, och detta bör definitivt inte ignoreras."

"Ett annat sätt att tänka på vår karaktärisering av vem som dör av föroreningar är som ett index för sårbarhet, " sade Molitor. "Vi vill skydda människor från föroreningar, och vi skulle kunna göra det genom att minska föroreningsnivåerna. Men det kan vara kostsamt och svårt för lokala myndigheter att genomföra, speciellt om föroreningar orsakas av något långt borta. Genom att förstå vem som är mest sårbar för föroreningar, lokal politik och åtgärder kan utformas för att bättre skydda liv och förbättra befolkningens motståndskraft mot föroreningshändelser."

Tidningen publicerades i American Economic Review .