Det er usandsynligt, at ammoniakemissioner forårsager ekstrem uklarhed i Kina

Mens Kina kæmper for at finde måder at afhjælpe den skadelige tåge, der dvæler over Beijing og andre byer om vinteren, forskere fra Georgia Institute of Technology har sået alvorlig tvivl om en foreslået årsag:høje niveauer af ammoniak i luften.

Vintertidens luftforurening har fået opmærksomhed i det videnskabelige samfund i de senere år, får nogle videnskabsmænd til at foreslå, at ammoniak, udsendes til luften fra landbrugsaktiviteter og biler, kunne være en forløber, der stærkt fremmer dannelsen af ​​disen.

Georgia Tech-forskere imødegik denne teori i en undersøgelse offentliggjort 21. september i tidsskriftet Videnskabelige rapporter . Undersøgelsen blev sponsoreret af National Science Foundation.

"Med Kina og andre lande, der udforsker måder at reducere luftforurening på, det er vigtigt at forstå kemien bag, hvordan den tåge dannes, " sagde Rodney Weber, en professor ved Georgia Tech's School of Earth &Atmospheric Sciences. "Det, vi har fundet, er, at den atmosfæriske ammoniak ikke er en stor drivkraft for disse luftforhold, som det er blevet foreslået."

Forskerne brugte avanceret computermodellering til at undersøge kemien af, hvordan svovldioxid og nitrogenoxid - to gasser pumpet ind i atmosfæren fra kulfyrede kraftværker og anden forbrænding af fossilt brændstof - interagerer for at danne sulfataerosol, en væsentlig årsag til disen, der kan skabe kaos på menneskers og økosystemernes sundhed.

"Typisk, sulfataerosol produceres gennem en kemisk reaktion, der oxiderer svovldioxid til dannelse af sulfatpartikler, sagde Athanasios Nenes, en professor og Johnson Faculty Fellow i School of Earth &Atmospheric Sciences og School of Chemical &Biomolecular Engineering. "I den proces vand absorberes af sulfatet, når det produceres og har en tendens til at gøre partiklen meget sur, som lukker visse veje for yderligere sulfatdannelse."

Nogle videnskabsmænd har for nylig foreslået, at Beijings høje niveauer af ammoniak - som er en base, eller på den modsatte side af surhedsskalaen - kunne undergrave den normale sulfatproces, holde partiklen neutral længe nok til at danne meget højere koncentrationer af sulfat gennem en ny kemisk vej.

Forskerne ved Georgia Tech testede den teori med en computermodel, der udførte en termodynamisk simulering af aerosolforholdene over byer i de østkinesiske sletter. Forskerne testede adskillige atmosfæriske scenarier ved at ændre blandingen af ​​aerosoler, gasser og meteorologiske forhold på flere måder. Konsekvent, modellen viste, at forhøjet ammoniak havde relativt lille indflydelse på surhedsgraden af ​​de forurenende partikler. Selv en 10-dobling af ammoniak over normale forhold gjorde aerosolen kun en lille smule - kun én pH-enhed - mindre sur. Virkningen var også sand omvendt; sænkning af ammoniak 10 gange gjorde luften kun lidt mere sur. Forskerne konkluderede, at partikler forbliver for sure, selv for de meget høje niveauer af ammoniak i Beijing, for at danne sulfattåge gennem den foreslåede nye vej.

"Hvis ammoniak spillede en stor rolle i produktionen af ​​sulfat, bestræbelser på at kontrollere det kan have vidtrækkende konsekvenser, overveje at begrænse landbrugsaktiviteter for at forbedre luftforurening af denne art, " sagde Weber. "Men, vi viser, at dette sandsynligvis vil være stort set ineffektivt, I dette tilfælde."

Forskerne fandt ud af, at den mildt sure luft over Beijing kunne fremme høje hastigheder af svovldioxidoxidation gennem interaktion med overgangsmetaller som jern, kobber og mangan, der udsendes til luften fra lokale kilder såsom bilbremser, flyveaske og mineralstøv, som kunne være en anden vigtig bidragyder til ekstreme forureningshændelser og en kilde til intens partikeltoksicitet.

Andre forskere ved Georgia Tech har tilskrevet den ekstreme dis i Kina de seneste år til skiftende vejrmønstre som følge af klimaændringer.

"Kontrol af ammoniakemissioner ser ud til at være den foreslåede strategi til at afbøde luftkvalitetsproblemer i mange regioner på kloden, men vores arbejde viser, at det ikke nødvendigvis er den mest omkostningseffektive vej at gå, " sagde Nenes. "Du vil bestemt ikke ignorere ammoniakemissioner, men der kan være andre måder at få det største bang for skillingen i form af forbedring af luftkvaliteten, såsom begrænsning af svovldioxid og nitrogenoxidemissioner fra kulfyrede kraftværker."