Debu Atmosfer: Tersangka yang Terabaikan dalam Polusi Udara Perkotaan

Kota-kota dengan cepat menjadi ruang hunian utama kehidupan manusia. Pada tahun 2018, lebih dari 55% penduduk dunia tinggal di daerah perkotaan, dan proporsi ini diperkirakan akan mencapai hampir 68% pada tahun 2050, menurut Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB).

Sementara pertumbuhan perkotaan yang belum pernah terjadi sebelumnya ini mendorong inovasi dan aktivitas ekonomi, hal ini sekaligus memusatkan paparan manusia terhadap stresor lingkungan dan memperkuat tekanan lingkungan perkotaan. Dalam konteks ini, Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) menyoroti tantangan multifaset dan risiko serius yang ditimbulkan oleh kualitas udara yang buruk terhadap kegiatan sosial ekonomi dan kesehatan manusia. Dan meskipun emisi – seperti NO2, SO2, CO2, dan O3 – adalah penyebab utama degradasi kualitas udara, studi terbaru kami menyoroti bahwa debu atmosfer yang menumpuk di daerah perkotaan merupakan kontributor tambahan yang signifikan, namun sering diabaikan, terhadap dampak kesehatan yang merugikan.

Dampak debu mineral terhadap Kesehatan Masyarakat perlu mendapatkan perhatian lebih

Di antara spesies aerosol yang berkontribusi terhadap degradasi kualitas udara, debu atmosfer yang berasal dari sumber alami dan aktivitas manusia sering dianggap kurang penting. Namun, asumsi ini mengabaikan semakin banyaknya bukti penelitian yang melaporkan debu yang terbawa udara sebagai bahaya kesehatan dan mengabaikan beberapa fakta penting.

Pertama, debu bukanlah komponen marginal dari total beban aerosol. Berdasarkan massa, debu adalah jenis aerosol kedua terbanyak secara global, hanya dikalahkan oleh partikel garam laut, dan merupakan komponen dominan dari beban aerosol atmosfer di wilayah benua besar.

Lebih spesifik lagi, diperkirakan bahwa sumber alami – terutama daerah kering dan semi-kering – mengeluarkan sekitar 4.680 teragram (Tg) (1 Tg= 1 miliar kilogram) debu ke atmosfer setiap tahun. Namun, perkiraan ini tidak mencakup semua debu yang ada di atmosfer.

Secara global, proses alami menyumbang sekitar tiga perempat dari total beban debu, sementara seperempat sisanya terkait dengan aktivitas manusia yang sering kali berpusat di daerah perkotaan dan industri berat, termasuk transportasi, pembangunan infrastruktur, perubahan penggunaan lahan, deforestasi, penggembalaan, dan praktik pertanian.

Untuk memberi gambaran, jumlah debu yang tersebar di udara ini melebihi 615.000 kali berat setara Menara Eiffel yang dilepaskan ke atmosfer setiap tahun.

Selain itu, partikel-partikel yang membentuk lapisan debu atmosfer ini sangat bervariasi dalam ukuran. Eksperimen skala besar, yang dirancang untuk mempelajari polutan atmosfer secara rinci dan menggunakan instrumen udara langsung, mengungkapkan bahwa partikel dalam lapisan atmosfer yang terbawa angin memiliki ukuran yang sangat beragam, mulai dari kurang dari 0,1 μm (sekitar ukuran virus SARS-CoV-2) hingga lebih dari 100 μm (sekitar diameter rambut manusia).

Yang lebih mengkhawatirkan adalah bukti yang terkumpul dari studi epidemiologi yang mengaitkan debu udara dengan berbagai hasil kesehatan yang merugikan. Sementara debu mineral kasar sering dianggap relatif tidak berbahaya, biasanya menyebabkan iritasi kulit ringan atau reaksi alergi bahkan selama paparan jangka panjang, hal ini berbeda sama sekali ketika menyangkut partikel halus. Karena ukurannya yang kecil, partikel halus ini memungkinkan penetrasi ke paru-paru secara mendalam yang berpotensi memicu penyakit pernapasan dan kardiovaskular, reaksi alergi, bahkan kanker. Di luar efek langsung ini, para ilmuwan masih mengeksplorasi peran debu sebagai pembawa bakteri, seperti yang disarankan oleh wabah meningitis di Gurun Sahel.

Partikel halus, pertanyaan besar

Kekhawatiran ini secara alami menimbulkan serangkaian pertanyaan: sejauh mana fraksi debu udara dalam mode halus dan kasar telah berubah di daerah perkotaan yang sangat industri dan padat penduduk selama dua dekade terakhir?

Bisakah kita mendeteksi tren waktu yang berarti, meningkat atau menurun, dari perubahan ini? Kota besar mana saat ini mengalami, atau kemungkinan akan mengalami dalam waktu dekat, konsentrasi debu yang melebihi ambang batas keselamatan kualitas udara WHO?

Mikroskop kota besar: 15 tahun pengamatan satelit mengungkap bagaimana tingkat debu berubah

Untuk memahami lebih baik berapa banyak debu yang sebenarnya dihirup oleh populasi perkotaan, studi terbaru kami memeriksa pengamatan Bumi berbasis satelit selama lebih dari 15 tahun. Kami meneliti akumulasi dan dinamika waktu debu di lapisan atmosfer terendah di atas permukaan Bumi di 81 kota dan daerah perkotaan terbesar di dunia (dengan populasi lebih dari 5 juta), di mana aktivitas manusia dan paparan paling tinggi. Hasilnya mengungkapkan beberapa poin penting:

Debu atmosfer secara tegas menimbulkan bahaya bagi kesehatan masyarakat di sejumlah besar kota besar di seluruh dunia. Berdasarkan data dan proyeksi populasi yang disediakan oleh PBB, sekitar 9 dari 10 dari sekitar 800 juta orang yang tinggal di 81 kota terbesar terpapar tingkat debu yang melebihi ambang batas keselamatan kualitas udara tahunan. Pola geografis yang jelas muncul, dengan daerah perkotaan yang paling terdampak terletak di Timur Tengah, subkontinen India, Asia Timur, dan Sahel.

Tingkat debu tampaknya menurun di sebagian besar kota besar. Namun, berita yang tampaknya positif ini disertai dua catatan penting: dalam banyak kasus, tren penurunan waktu tidak signifikan secara statistik dan sering kali beban debu secara keseluruhan tetap cukup besar. Dengan kata lain, bahkan di mana terjadi pengurangan, hal ini mungkin tidak berarti mengurangi risiko kesehatan secara signifikan.

Melihat ke masa depan, tantangan ini kemungkinan tidak akan hilang. Menurut perkiraan PBB, populasi kota besar ini diperkirakan akan bertambah, mencapai lebih dari 1 miliar orang pada pertengahan tahun 2030-an.

Akibatnya, debu atmosfer akan tetap menjadi bahaya kesehatan lingkungan, meskipun dengan beban atmosfer yang tampaknya menurun dibandingkan kondisi saat ini, namun berpotensi mempengaruhi jumlah orang yang lebih besar.

Dari ilmu pengetahuan ke kebijakan: mengatasi bahaya debu udara

Menanggapi bukti ilmiah yang semakin meningkat bahwa debu udara berisiko bagi kesehatan manusia, negara-negara memperkuat legislasi kualitas udara dan meluncurkan inisiatif nasional dan internasional untuk menghadapi tantangan terkait debu.

Upaya seperti SDS-WAS dari Organisasi Meteorologi Dunia, DANA, dan CAMS NCP, mencerminkan kolaborasi yang semakin erat untuk meningkatkan pemantauan, pemodelan, dan penerjemahan ilmu pengetahuan menjadi solusi praktis. Pada saat yang sama, pemerintah berupaya menyelaraskan regulasi dengan rekomendasi WHO.

Misalnya, Direksi Kualitas Udara Lingkungan yang direvisi oleh Uni Eropa secara eksplisit mengakui aerosol alami seperti debu sebagai bahaya kesehatan kumulatif. Bersama-sama, kemajuan penelitian, kebijakan yang terkoordinasi, dan regulasi yang lebih baik memberikan fondasi yang lebih kuat untuk tindakan.

Seiring urbanisasi yang semakin cepat, mengatasi kualitas udara, termasuk debu atmosfer, menjadi pusat perhatian dalam melindungi kesehatan masyarakat, memperkuat ketahanan perkotaan, dan memastikan masa depan yang lebih berkelanjutan bagi kota-kota yang berkembang pesat di seluruh dunia.

Dibuat pada tahun 2007 untuk mempercepat dan berbagi pengetahuan ilmiah tentang isu-isu masyarakat utama, Dana Riset AXA – yang sekarang menjadi bagian dari Yayasan Kemajuan Manusia AXA – telah mendukung lebih dari 750 proyek di seluruh dunia mengenai risiko lingkungan, kesehatan, dan sosial ekonomi utama. Untuk mempelajari lebih lanjut, kunjungi situs web Dana Riset AXA atau ikuti @AXAResearchFund di LinkedIn.

Sebuah buletin mingguan berbahasa Inggris yang menampilkan keahlian dari para cendekiawan dan peneliti. Memberikan pengantar tentang keberagaman penelitian yang muncul dari benua ini dan mempertimbangkan beberapa isu utama yang dihadapi negara-negara Eropa. Dapatkan buletinnya!