Незважаючи на загальний нижчий рівень шкідливих викидів від електростанцій та транспортних засобів протягом року, забруднення повітря взимку на сході Сполучених Штатів залишається високим. Нове дослідження пояснює, чому.
Раніше Саммер був дитиною, що рекламує серпанок, що викликає астму, рак легенів та інші хвороби, кажуть дослідники.
“Протягом останніх 10 років або близько того, літній рівень забруднення повітря швидко знижувався, тоді як зимовий рівень забруднення - ні. Якість повітря влітку зараз майже така ж, як і взимку на сході США », - говорить автор-кореспондент Вірус Шах, який виконував роботу в рамках доктора наук з атмосферних наук у Вашингтонському університеті. "Ми визначили хімічні процеси, які пояснюють сезонну різницю у відповідь на скорочення викидів".
Дослідження, яке з'являється в Праці Національної академії наук, показує, що частинки взимку йдуть різними шляхами.
Ароматизатори смогу
Результати були отримані в результаті аналізу спостережень, зібраних під час зимової кампанії з розслідування транспорту, викидів та реактивності (ЗИМА) 2015 року. Під час цих зусиль дослідники провели шість тижнів взимку, пролітаючи через шлейфи забруднення над Нью-Йорком, Балтимором, Цинциннаті, Коламбусом, Пітсбургом, Вашингтоном, округ Колумбія, та вздовж вугільних електростанцій у долині річки Огайо.
"Зараз у нас є кращий інструмент, щоб розглянути, яка найкраща стратегія покращення якості повітря в зимовий час ..."
Частинки, що утворюють смог, бувають різних смаків. Двома важливими з них є сульфати - з діоксиду сірки, що виділяється переважно вугільними електростанціями, та нітрати, створені з оксидів азоту, відомих під загальною назвою NOx. Норми якості повітря знизили діоксид сірки в США на 68 відсотків у період з 2007 по 2015 рік, а NOx - приблизно на третину за цей час.
Літній рівень часток - коли два аромати оксидів злипаються у водянистих пакетах нітратів і сульфатів, які створюють прекрасні заходи сонця, але шкодять здоров’ю людей - за цей час на сході США знизився приблизно на третину. Але зимові концентрації твердих частинок зменшились лише наполовину менше, з незрозумілих причин.
«Моделі якості повітря, які ми використовуємо для розуміння походження забруднення атмосфери, працюють досить добре влітку, але в зимовий час виникають деякі проблеми. До цього дослідження ми не могли відтворити спостережуваний склад твердих частинок взимку », - говорить Ліатт Джегле, який був другим автором статті та головним дослідником польової кампанії.
"Зараз у нас є кращий інструмент, щоб розглянути, яка найкраща стратегія покращення якості повітря в зимовий час у регіональних масштабах на сході США та потенційно в інших місцях, таких як Європа та Азія".
Зимова повітряна хімія
Влітку частина викидів NOx та діоксиду сірки залишається у газовій фазі і потрапляє під сонячне світло або осідає на суші, а решта утворює тверді частинки у вигляді нітратів та сульфатів. У міру того, як первинні інгредієнти падають, рівень часток падає.
Але новий аналіз показує, що хімія повітря в зимовий час йде більш складним шляхом. За меншої кількості сонячного світла та холодних температур більша частина хімії відбувається у рідкій фазі, на поверхнях існуючих твердих частинок або хмарах рідини та льоду. У цій фазі, коли первинні інгредієнти падають, ефективність перетворення діоксиду сірки в сульфат зростає, оскільки доступно більше окислювачів. І коли сульфат знижується, частинки стають менш кислими, завдяки чому NOx легше перетворюється на нітрати.
Отже, незважаючи на те, що нормативи щодо якості повітря зменшили обидва типи первинних викидів, загальна кількість твердих частинок, які шкодять здоров’ю людей, зменшується повільніше.
“Справа не в тому, що скорочення не працюють. Просто зменшення мають анулюючий ефект, а анулюючий ефект має певну силу ”, - говорить Шах, який зараз є докторантом Гарвардського університету. «Нам потрібно зробити подальші скорочення. Як тільки скорочення стануть більшими за ефект скасування, зима почне поводитися більше як літо ".
Як зміниться якість повітря?
Дослідження передбачає, що якщо скорочення викидів не випередить поточні прогнози, якість повітря взимку продовжуватиме покращуватись лише поступово, принаймні до 2023 року. За таких темпів пройде кілька років до того, як викиди досягнуть рівня, коли забруднення взимку почне зменшуватися швидше.
"Цей документ показує, що розуміння базової хімії атмосфери, яка перетворює первинні забруднюючі речовини у дрібнодисперсні речовини, є критичним для калібрування наших очікувань щодо скорочень викидів і, отже, для того, як оптимізувати скорочення викидів у майбутньому, щоб і надалі отримувати" найбільший удар "з точки зору зменшення концентрації дрібних твердих частинок", - говорить третій автор Джоел Торнтон, який був головним слідчим у польовій кампанії.
Результати свідчать, що для покращення якості повітря в зимовий час у Східній частині США та інших холодних кліматичних зонах буде потрібно більше скорочення викидів як сірки, так і оксидів азоту.
"Це дослідження допомагає пояснити, чому контроль викидів для зменшення забруднення речовин, таких як сульфат і нітрат, не був таким успішним, як очікувалося на сході США взимку", - говорить Сільвія Еджертон, директор програми Відділу атмосферних та природних досліджень Національного наукового фонду. Геокосмічні науки, які фінансували дослідження.
“Польова кампанія ЗИМА дала унікальний набір зимових спостережень. Вони демонструють, що зворотний зв’язок хімічних речовин протягом зимових місяців протидіє очікуваному зменшенню забруднення повітря через зменшення викидів ».
Додаткові співавтори - з Університету Вашингтона; Georgia Tech; університет Колорадо Боулдер; Університет штату Колорадо; Державний університет Північної Кароліни A&T; Національний центр досліджень атмосфери в Боулдері; та Національним управлінням океану та атмосфери у Боулдері. Національний науковий фонд за натурної підтримки НАСА та Національної адміністрації океанів та атмосфери фінансував цю роботу.
джерело: Університет Вашингтона
Схожі книги:
at InnerSelf Market і Amazon
