世界的な大気汚染調査から、地球上に安全な場所がほとんどないことが判明

オーストラリア・メルボルンにあるモナシュ大学の研究者が、『Lancet Planetary Health』誌に発表した新しい研究によると、世界人口の99.99パーセントが、世界保健機関が安全とみなすレベルを超える微粒子状物質の大気汚染に日常的にさらされていることが判明した。つまり、地球には安全な場所がほとんど残されていないのだ。

これまで、大気汚染のモニタリングステーションがないため、地域、国、地域、そして世界のPM2.5曝露量に関する情報が不足していま。今回、地図も作成したこの新しい分析は、過去数十年の間にPM2.5の世界分布がどのように変化したかを示す世界初のものである。

この研究は、今日の屋外大気汚染の状況と、それが人々の健康にどのような影響を与えるかを徹底的に把握するものであり、重要な意味を持つ。さらに、そのデータは、政策立案者、公衆衛生部門の代表者、研究者に、大気汚染の短期および長期の健康影響をより正確に判断し、緩和計画を作成するのに役立つだろう。

「本研究では、革新的な機械学習アプローチにより、複数の気象・地質情報を統合し、約10km（キロメートル）×10kmという高い空間分解能で世界の地表レベルの日中PM2.5濃度を推定しました」と、主著者のYuming Guo教授はプレスリリースで説明している。

このアプローチから、オーストラリアのモナシュ大学公衆衛生・予防医学大学院のチームは、2000年から2019年までのグローバルグリッドセルを開発した。これらは、WHOが安全限界とみなす15μg/m³（マイクログラム/立方メートル空気）以上の地域に焦点を当てたものだ。

2021年のWHOガイドラインの上限値に基づくと、2019年にこの上限値よりも低い年間被ばく量を受けたのは、世界の陸地面積のわずか0.18%に過ぎない。

2019年までの20年間で、ヨーロッパと北米の1日のレベルが低下していることを発見したのだ。

さらに、この研究では次のことが判明した。

世界的にPM2.5の高濃度被曝日はやや減少したものの、2019年になっても70％以上の日が15μg/m³を超えるPM2.5濃度であった。
南アジアと東アジアでは、90％以上の日数が15μg/m³を超えるPM2.5濃度となった。
オーストラリアとニュージーランドでは、2019年にPM2.5濃度が高い日数が顕著に増加した。
世界的に見ると、2000年から2019年までの年間平均PM2.5は32.8μg/m³であった。
PM2.5濃度が最も高かったのは、東アジア（50.0 µg/m³）と南アジア（37.2 µg/m³）の地域に分布し、アフリカ北部（30.1 µg/m³）がそれに続く。
オーストラリアとニュージーランド（8.5μg/m³）、オセアニアのその他の地域（12.6μg/m³）、アメリカ南部（15.6μg/m³）は、年間PM2.5濃度が最も低い。
2021年の新しいWHO指針値に基づいて、2019年にこの指針値（年平均5μg/m³）より低い年間暴露を受けたのは、世界の陸地面積の0.18％、世界人口の0.001％のみだった。

Guo教授によると、安全でないPM2.5濃度は、季節によっても異なるパターンを示すという。例えば、南米では8月から9月にかけて、サハラ以南のアフリカでは6月から9月にかけて、比較的高いPM2.5大気汚染を記録している。

新しい研究からの収穫は、明確なものだ。

「現在の政策では十分ではありません。大気の質を改善するためには、さまざまな排出源からの排出を減らす必要があります。例えば、自動車からの排出、公共交通機関や自転車、徒歩の利用への移行、産業からの排出、クリーンエネルギーの利用促進、植樹の増加、廃棄物の削減などがあります」と、Guo教授は警鐘を鳴らしている。

論文

Lancet Planetary Health: Global estimates of daily ambient fine particulate matter concentrations and unequal spatiotemporal distribution of population exposure: a machine learning modelling study

参考文献

Monash University: World first study into global daily air pollution shows almost nowhere on earth is safe
Forbes: Nearly Nowhere On Earth Safe From Air Pollution, Study Finds
Inverse: New Study Shows the Global Reach of One Dangerous Pollutant

研究の要旨

背景

環境中のPM2-5への短期的な曝露は、疾病や死亡の世界的な負担の主な要因となっている。しかし、ここ数十年のPM2-5濃度の時空間的な変化を明らかにした研究はほとんどない。

研究方法

このモデリング研究では、ディープアンサンブル機械学習（DEML）を実装し、2000年1月1日から2019年12月31日までの間、0-1°×0-1°の空間分解能で世界の日中環境PM2-5濃度を推定した。DEMLのフレームワークでは、世界65カ国5446カ所のモニタリングステーションからの地上PM2-5測定値を、PM2-5濃度のGEOS-Chem化学輸送モデルシミュレーション、気象データ、地理的特徴に組み合わせた。世界および地域レベルでは、2000年、2010年、2019年の時空間的な曝露を評価するために、年間人口加重PM2-5濃度および年間人口加重PM2-5濃度15μg/m3（2021 WHO一日限度）より高い曝露日数を調べた。5μg/m3（2021年WHO年間制限値）を超えるPM2-5への土地面積と人口曝露も、2019年について評価された。各暦月のPM2-5濃度は、世界的な季節パターンを調査するために、20年間の平均をとった。

調査結果

我々のDEMLモデルは、地上で測定された日中のPM2-5の世界的な変動を捉えるのに優れた性能を示し、クロスバリデーションのR2は0-91、二乗平均平方根誤差は7-86μg/m³だった。世界的には、175カ国で、2000年から19年の期間、人口加重PM2-5の年平均濃度は32-8μg/m3（SD 0-6）と推定された。この20年間に、人口加重PM2-5濃度と年間人口加重被ばく日数（PM2-5 >15 μg/m3）はヨーロッパと北アメリカで減少したが、被ばく量は南アジア、オーストラリアとニュージーランド、中南米とカリブ海で増加した。2019年、世界の陸地面積の0～18%、世界人口の0～001%のみが、5μg/m3より低い濃度のPM2-5に年間曝露し、70%以上の日が15μg/m3より高いPM2-5の日濃度を有していた。また、世界の多くの地域で、明確な季節的パターンが示された。

解釈

日毎のPM2-5の高解像度推定値は、最近20年間のPM2-5曝露の不均等な時空間分布を初めてグローバルに示すもので、特にモニタリングステーションデータが利用できない地域に対して、PM2-5の短期および長期の健康影響を評価する上で価値がある。