Utsläpp från sjöfartsverksamhet runt om i världen står för nästan 3 procent av de totala utsläppen av växthusgaser orsakade av människor, och kan öka med upp till 50 procent till 2050, vilket gör dem till ett viktigt och ofta förbisett mål för global klimatbegränsning. På samma gång, sjöfartsrelaterade utsläpp av ytterligare föroreningar, särskilt kväve- och svaveloxider, utgör ett betydande hot mot den globala hälsan, eftersom de försämrar luftkvaliteten tillräckligt för att orsaka förtida dödsfall.

Den huvudsakliga källan till transportutsläpp är förbränning av tung eldningsolja i stora dieselmotorer, som sprider föroreningar i luften över kustområden. Kväve- och svaveloxiderna som släpps ut från dessa motorer bidrar till bildandet av PM _2.5 , luftburna partiklar med diametrar på upp till 2,5 mikrometer som är kopplade till luftvägs- och hjärt- och kärlsjukdomar. Tidigare studier har uppskattat att PM _2.5 från sjöfartens utsläpp bidrar till cirka 60, 000 dödsfall i hjärt- och lungcancer varje år, och att IMO 2020, en internationell policy som begränsar svavelhalten i motorbränsle till 0,5 procent, kan minska PM _2.5 koncentrationer tillräckligt för att sänka den årliga förtida dödligheten med 34 procent.

Globala sjöfartsutsläpp uppstår från både inhemska (mellan hamnar i samma land) och internationella (mellan hamnar i olika länder) sjöfart, och styrs av nationell och internationell politik, respektive. Följaktligen, Effektiv minskning av luftkvaliteten och hälsoeffekterna av globala sjöfartsutsläpp kräver att beslutsfattare kvantifierar de relativa bidragen från inhemska och internationella sjöfartsaktiviteter till dessa negativa effekter i en integrerad global analys.

En ny studie i tidskriften Miljöforskningsbrev ger den typen av analys för första gången. För detta ändamål, studiens medförfattare – forskare från MIT och Hong Kong University of Science and Technology – genomför en process i tre steg. Först, de skapar globala sjöfartsutsläppsinventeringar för inhemska och internationella fartyg baserat på fartygsaktivitetsrekord för år 2015 från Automatic Identification System (AIS). Andra, de tillämpar en atmosfärisk kemi och transportmodell på dessa data för att beräkna PM _2.5 koncentrationer genererade av det årets inhemska och internationella sjöfartsverksamhet. Till sist, de tillämpar en modell som uppskattar dödligheten hänförlig till dessa föroreningskoncentrationer.

Forskarna finner att cirka 94, 000 förtida dödsfall var förknippade med PM _2.5 exponering på grund av sjöfart 2015—83 procent internationellt och 17 procent inrikes. Medan internationell sjöfart stod för den stora majoriteten av den globala hälsoeffekten, vissa regioner upplevde betydande hälsobelastningar från inhemsk sjöfart. Detta gäller särskilt i Östasien:I Kina, 44 procent av sjöfartsrelaterade förtida dödsfall var hänförliga till inrikes sjöfartsverksamhet.

"Genom att jämföra hälsoeffekterna från internationell och inhemsk sjöfart på global nivå, vår studie kan hjälpa till att informera beslutsfattares ansträngningar att samordna sjöfartsutsläppspolicyer över flera skalor, och därigenom minska luftkvaliteten och hälsoeffekterna av dessa utsläpp mer effektivt, säger Yiqi Zhang, en forskare vid Hong Kong University of Science and Technology som ledde studien som gäststudent med stöd av MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change.

Förutom att uppskatta luftkvaliteten och hälsoeffekterna av inhemsk och internationell sjöfart, forskarna utvärderar potentiella hälsoeffekter under olika utsläppskontrollpolicyer för sjöfarten som antingen är i kraft eller sannolikt kommer att implementeras i olika regioner inom en snar framtid.

De uppskattar cirka 30, 000 undvikna dödsfall per år enligt ett scenario som överensstämmer med IMO 2020, en internationell förordning som begränsar svavelhalten i fartygsbränsleolja till 0,5 procent – ​​ett fynd som följer tidigare studier. Ytterligare förstärkning av bestämmelserna om svavelhalt skulle endast ge en liten förbättring; begränsning av svavelhalten till 0,1 procent minskar årlig frakthänförlig PM _2.5 -relaterade förtida dödsfall med ytterligare 5, 000. Däremot reglera kväveoxider istället, Att involvera en Tier III NOx-standard skulle ge mycket större fördelar än ett 0,1-procentigt svavellock, med 33, Ytterligare 000 undvek dödsfall.

"Områden med höga andelar av dödligheten från inrikes sjöfart skulle effektivt kunna använda inhemska regler för att genomföra kontroller, " säger studiens medförfattare Noelle Selin, en professor vid MIT:s Institute for Data, Systems and Society och Department of Earth, Atmosfärs- och planetvetenskap, och en fakultetsfilial till MIT Joint Program. "För andra regioner där mycket skada kommer från internationella fartyg, ytterligare internationellt samarbete krävs för att mildra effekterna."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.