"Det är en kodröd dag för ozon." Om du hör detta på dina lokala nyheter, vad betyder det? Är du i riskzonen? Vet du vad du ska göra? En luftkvalitetsvarning som denna informerar allmänheten om föroreningsnivåer i luften och ger råd till utsatta grupper – som äldre, barn, och personer med lungsjukdom — att vidta försiktighetsåtgärder.

Vad luftkvalitetsvarningar berättar för oss

U.S. Environmental Protection Agency (EPA) skapade Air Quality Index (AQI) för att övervaka och rapportera om luftkvaliteten varje dag och låta folk veta om dess möjliga hälsoeffekter.

Övervakare registrerar föroreningar på över 1 000 platser i USA för fyra stora föroreningar som regleras av Clean Air Act - marknära ozon, partiklar, kolmonoxid och svaveldioxid. En nivå på 100 anses vara säker för varje förorening. Ett AQI-tal under 100 betyder god eller acceptabel luftkvalitet, medan ett antal över 100 ger anledning till oro och utlöser en varning för utsatta grupper. Om två eller flera föroreningar överstiger 100, det högsta talet blir värdet för dagen, och myndigheter måste varna alla grupper som är sårbara för dessa föroreningar. Nivåer över 300 innebär mycket farliga förhållanden.

Statliga och lokala myndigheter måste rapportera Air Quality Index dagligen i amerikanska städer med befolkningar över 350, 000; mindre städer kan också göra det som en offentlig tjänst.

De fyra föroreningarna

Ozon

När det är uppe i jordens stratosfär, ozongas skyddar oss från skadliga ultravioletta strålar. Men marknära ozon, en viktig del av smog, kan orsaka hosta, tryck över bröstet eller smärta, minska lungfunktionen och förvärra astma och andra kroniska lungsjukdomar. Det kan skada slemhinnan i lungorna, göra lungorna mer sårbara för infektion, och potentiellt skada dem permanent.

Marknära ozon bildas när utsläpp från fordon, kraftverk, industripannor och andra fossilbränsleförbränningsanläggningar reagerar med solljus. Det bildas ofta under varmare månader när det är mer solljus, och toppar under rusningstid när många bilar är på vägen.

Varje år, ozon orsakar cirka 400 förtida dödsfall, mer än 800 sjukhusbesök, och 4, 000 akutrumsbesök i New York City.

Partiklar

Partiklar (PM) avser små partiklar, både fast och flytande, som kan komma in i lungorna och orsaka andningsproblem. Partiklar som är mellan 2,5 och 10 mikrometer (mindre än bredden på ett människohår), kallas PM10, uppstår vid krossning och malning samt damm på vägar. PM mindre än 2,5 mikrometer, kallas PM2.5, kan bara ses genom ett elektronmikroskop. Det kommer från bilar, kraftverk, vedeldning, skogsbränder, och annan förbränning. Dessutom, ammoniak från gödslade åkrar och gödsel kan kombineras med industriella utsläpp till PM2,5.

PM2.5 kan tränga djupt ner i lungorna, komma in i blodomloppet, och flytta till andra organ. Det kan orsaka hosta, väsande andning, andnöd, hjärtklappning, och trötthet; det kan också förvärra astma och kronisk bronkit, och har kopplats till hjärtarytmi och hjärtinfarkt.

I New York City, PM 2.5 ansvarar för 3, 000 döda, 2, 000 sjukhusinläggningar, och 6, 000 akutbesök varje år.

Kolmonoxid

Kolmonoxid - en färglös, luktfri gas – bildas när kol inte brinner helt. De flesta kolmonoxidföroreningar kommer från fordon, men det orsakas också av industriell förbränning, vedspisar och skogsbränder. Höga nivåer av kolmonoxid förekommer ofta i kallt väder eftersom kalla temperaturer gör förbränningen mindre komplett och fångar gasen närmare marken.

Eftersom kolmonoxid minskar mängden syre som når kroppens organ, det kan orsaka influensaliknande symtom och bröstsmärtor hos personer med hjärt-kärlsjukdom. Medan alla är mottagliga för kolmonoxidförgiftning, de ofödda, bebisar, de äldre, och personer med kronisk hjärtsjukdom, anemi, eller andningsproblem är mest utsatta. Höga nivåer av kolmonoxid kan leda till yrsel, suddig syn och förvirring; mycket höga nivåer kan orsaka dödsfall.

Svaveldioxid

Svaveldioxid bildas när kol och oljebränslen som innehåller svavel förbränns i kraftverk och raffinaderier. Normalt hålls den irriterande gasen borta från kroppen av näsgångarna, men när fysisk ansträngning kräver munandning, svaveldioxid kan orsaka väsande andning, andnöd och tryck över bröstet. Långvarig exponering kan förvärra astma och andra kroniska lung- och hjärt- och kärlsjukdomar. Svaveldioxid bidrar också till bildningen av partiklar.

Vem är utsatt?

När värdena för luftkvalitetsindex stiger, fler av allmänheten blir sårbara. En AQI mellan 0 och 50 är bra. En nivå på 51-100 är acceptabel, men ett fåtal personer som är känsliga för vissa föroreningar kan få reaktioner.

Vid 101 till 150, luften anses vara ohälsosam för känsliga grupper:äldre, barn, och människor med lungsjukdom är sårbara för effekterna av ozonföroreningar; och äldre, barn och de med hjärt- och lungsjukdomar löper risk för partiklar. Dessa grupper bör minska sin ansträngning utomhus.

När luftkvaliteten når 151-200, det anses vara ohälsosamt; alla kan nu börja uppleva problem, med känsliga grupper som känner allvarligare effekter. Från 201 till 300, luften bedöms vara mycket ohälsosam; barn, astmatiker och personer med hjärt- eller lungsjukdomar bör undvika att vara utomhus och alla andra bör minska sin ansträngning utomhus. När luftkvalitetsindex överstiger 300, det är "farligt" för alla och kan leda till larm om nödtillstånd.

Under luftkvalitetsvarningar, de utsatta bör minska den fysiska ansträngningen och försöka hålla sig inomhus med stängda fönster. De med astma bör bära sina inhalatorer och använda en ansiktsmask om de går utomhus.

Vad ska man göra när luftkvaliteten är dålig

Även om personer som direkt påverkas av luftföroreningar bör följa AQI-rekommendationerna, det finns också saker som alla kan göra för att förbättra luftkvaliteten. Eftersom de flesta föroreningar härrör från utsläpp från kraftverk och industripannor, att spara energi är viktigt. Släck onödigt ljus och sänk luftkonditioneringen. Ställ in termostater högre på sommaren och lägre på vintern, och använd Energy Star-apparater. Kör mindre och åk kollektivt eller cykla.

Om du kör, minimera tomgång. Tanka bilen efter mörkrets inbrott så att förorenande utsläpp inte kan reagera med solljus och värme för att skapa marknära ozon. Håll din bil trimmad och dina däck ordentligt pumpade. Använd inte en gasdriven gräsklippare. Välj låg-VOC-färg eller rengöringsprodukter och förslut dem tätt så att de inte avdunstar. Undvik aerosolprodukter, och bränn inte löv, skräpa eller använda vedspisar eller eldstäder.

Andra faktorer som påverkar luftkvaliteten

Eftersom luftströmmar bestämmer hur föroreningar sprids, vädret är också en faktor för luftkvalitet och luftföroreningar. När det blåser starkt, föroreningar kommer att spridas snabbt; när luften är lugn, föroreningar är koncentrerade och stillastående. Temperatur och solljus påverkar också de kemiska reaktioner som kan skapa marknära ozon. Nederbörd tvättar i allmänhet bort föroreningar, lämnar luftrenaren, men ibland kan det också lösa upp svaveldioxid, skapar surt regn, som kan skada marken, vegetation, bäckar och sjöar.

Skogsbränder har blivit en ledande orsak till kortvarig exponering för förorenad luft. Röken från skogsbränder innehåller kolmonoxid, PM2,5, och kvävedioxid, en förorening som bidrar till ozonbildning. En studie av hälsoeffekterna av 2015 års skogsbränder i Kalifornien, när bränder härjade över 800, 000 hektar, fann att det hade funnits 361, 000 diagnoser relaterade till kardiovaskulära problem, 15, 500 relaterade till cerebrovaskulära problem och 230, 000 respiratoriska diagnoser. Akutbesök inom en dag efter rökexponering ökade med 15 procent i allmänhet, och ökade 42 procent för seniorer.

När den globala uppvärmningen fortsätter, Klimatförändringarna ökar risken för skogsbränder i vissa delar av landet och resulterar i en längre skogsbrandsäsong. Varmare temperaturer och solljus kan också påskynda skapandet av marknära ozon och smog, medan varmare väder kan förlänga sommarens smogsäsong i vissa områden.

Med ökande risker för luftföroreningar, Luftkvalitetsvarningar är viktigare än någonsin för att skydda folkhälsan. Men hur bra fungerar de egentligen?

Hur effektiva är varningar för luftkvalitet?

En studie utförd i Toronto, Kanada från 2003 till 2012 fann att enbart luftkvalitetsvarningar hade begränsad effektivitet för att skydda folkhälsan. Varningar minskade akutbesöken för astma med 25 procent, men gjorde ingenting för att minska dödsfall från hjärt- och kärlsjukdomar eller luftvägssjukdomar, eller sjukhusbesök för hjärt-kärlsjukdom. Forskarna drog slutsatsen att luftföroreningar är ett större problem som måste åtgärdas på lång sikt genom "verkställbara åtgärder" såsom restriktioner för körning eller förbränning av fossila bränslen.

Till exempel, i Chile, där luftföroreningarna är mycket värre än i Toronto, genomdrivbara åtgärder som att stänga fabriker och förbjuda förbränning av biomassa på beredskapsdagar resulterade i 20 procent mindre luftföroreningar och förhindrade 20 dödsfall per miljon människor och dag.

Hur mår andra länder?

"I genomsnitt förbättras luftkvaliteten globalt. Men det kan förändras med befolkningstillväxt och urbanisering såväl som industrialisering, sa Alexandra Karembelas, en postdoktorand forskare vid Lamont-Doherty Earth Observatory vars arbete utvärderar luftkvalitet och hälsoeffekter för människor i Indien.

Enligt Världshälsoorganisationen (WHO) 11 av de 12 städerna med de värsta PM2,5-föroreningarna finns i Indien. Medan WHO:s säkra nivå för PM2,5 är 25 mikrogram per kubikmeter, det årliga genomsnittet i Kanpur (den mest förorenade staden i världen) är 319 mikrogram per kubikmeter. En rapport uppskattade att 2015 2,5 miljoner förtida dödsfall kan hänföras till föroreningar. Indiens föroreningar kommer främst från bilar, spisar som eldar kol och ved, damm stormar, och skogsbränder. Landets topografi tjänar också till att fånga förorenad luft över vissa områden. Och även om lagar mot föroreningar finns, de är svagt genomdrivna.

Karembelas förklarade, "På platser som Indien, regeringen är mycket fokuserad på att tillgodose befolkningens grundläggande behov så de har inte implementerat mycket för att stävja föroreningarna." Men det har gjorts vissa ansträngningar för att förbättra luftkvaliteten genom restriktioner för udda/jämna registreringsskyltar i Delhi, och nu pratas det om att eliminera bilar som är äldre än 15 år inom tre år.

Cook spisar är en annan väg för förbättring, sa Karembelas. "De försöker förbättra tillgången till renare bränslen och renare energi, men det är en utmaning att få den tillgången till alla landsbygdssamhällen."

En av utmaningarna, Hon sa, är kostnadsbarriären mellan fri biomassa, som trä, och renare brinnande bränslen såsom flytande petroleumgas. "Det finns också en kulturell barriär, eftersom de är vana vid att laga mat på ett visst sätt."

För att bestämma de mest effektiva sätten att ta itu med Indiens luftföroreningar, Karembelas använder modeller för att bedöma hur framtida förändringar i olika energiförbränningssektorer (som förbränning av biomassa i bostäder eller transporter) kan påverka luftkvaliteten och människors hälsa år 2030.

Luftföroreningar är ett problem även i utvecklade länder. Det orsakar 500, 000 förtida dödsfall varje år i Europa.

Största delen av föroreningarna där beror på trafik och smog från kraftverk och industri. 85 procent av de europeiska stadsborna exponeras för partiklar på nivåer som är högre än vad WHO anser vara säkra. Men det finns en växande medvetenhet om att luftkvalitetsvarningar är viktiga, och mer prognosinformation blir allmänt tillgänglig. AirText-tjänsten fungerar via smart telefon och sms i London och Riga, Lettland varnar användarna om föroreningsnivåer. En daglig 60-sekunders luftkvalitetsprognos för större europeiska städer, lanserades 2017, sänder fyra gånger om dagen på 10 kanaler och på flera språk. Tyskland utvecklar också en app som varnar allmänheten om luftkvaliteten i städer, och Greklands DiscoverAir-program kommer snart att informera turister om luftkvalitet, väder, pollen och UV-strålar.

I Kina, som är ökänd för allvarliga luftföroreningar, PM2,5-nivåerna sjönk med 33 procent i 74 städer mellan 2013 och 2017. Nivåerna i Peking sjönk med 54 procent.

Dessa framsteg beror på regeringens politik som krävde att miljontals hem och företag slutade bränna kol och byta till naturgas, att stänga gamla stålverk och kolgruvor och införa nya utsläppsnormer för kolverk. För att minska föroreningarna i norra Kina, en vinteruppvärmningsplan kommer att ersätta kol med naturgas, biomassa, värmepumpar, elvärme och bergvärme.

Kina övervakar dagliga luftföroreningar i 163 större städer och implementerade ett varningssystem i fyra färger 2013. Shanghai förnyade nyligen sitt system, sänker luftkvalitetsindexnivån som utlöser en varning för smog.

Kinas ansträngningar har varit ett svar på en växande urban medelklass som har varit högljudd om sin önskan om ren luft. "Med större tillgång till renare energi och förflyttning till medelklassen och rikare ekonomier, människor har generellt högre förväntningar, " sa Karembelas. "De vill kunna ha tillgång till en renare miljö."

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.