En klarere vej til ren luft i Kina

I mere end 15 år har den kinesiske regering har investeret milliarder af dollars for at rydde op i dens dødelige luftforurening, fokuserer intensivt på at reducere emissioner af svovldioxid fra kulbrændende kraftværker.

Disse bestræbelser er lykkedes med at reducere svovldioxidemissioner, men ekstreme forureningshændelser er stadig en regelmæssig forekomst om vinteren, og eksperter vurderer, at mere end 1 million mennesker dør om året i Kina af partikelforurening.

Ny forskning fra Harvard kan forklare hvorfor. Det viser, at en nøgle til at reducere ekstrem luftforurening om vinteren kan være at reducere formaldehydemissioner frem for svovldioxid.

Forskningen er publiceret i Geofysiske forskningsbreve .

"Vi viser, at politikker, der har til formål at reducere formaldehydemissioner, kan være meget mere effektive til at reducere ekstrem vinterdis end politikker, der kun har til formål at reducere svovldioxid, "sagde Jonathan M. Moch, en kandidatstuderende ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) og første forfatter af papiret. "Vores forskning peger mod måder, der hurtigere kan rense luftforurening. Det kan hjælpe med at redde millioner af liv og guide milliarder af dollars i investeringer i reduktion af luftforurening."

Moch er også tilknyttet Harvards Department of Earth and Planetary Sciences.

Denne forskning var et samarbejde mellem Harvard University, Tsinghua Universitet, og Harbin Institute of Technology.

Målinger i Beijing fra dage med særlig høj partikelformig luftforurening, kendt som PM2.5, har vist en stor forbedring i svovlforbindelser, som typisk er blevet fortolket som sulfat. Baseret på disse målinger, den kinesiske regering har fokuseret på at reducere svovldioxid (SO ₂ ), kilden til sulfat, som et middel til at reducere luftforurening. Som et resultat af disse bestræbelser, SÅ ₂ i det østlige Kina er faldet betydeligt siden 2005. Problemet er, partikelforurening har ikke fulgt den samme vej.

Moch samarbejdede med SEAS -kandidatstuderende Eleni Dovrou og Frank Keutsch, Stonington professor i teknik og atmosfærisk videnskab og professor i kemi og kemisk biologi. De fandt ud af, at de instrumenter, der bruges til at analysere dispartikler, let kan fejlfortolke svovlforbindelser som sulfat, når de er, faktisk, et molekyle kaldet hydroxymethansulfonat (HMS). HMS dannes ved reaktion af SO ₂ med formaldehyd i skyer eller tågetråber.

Ved hjælp af en computersimulering, forskerne demonstrerede, at HMS -molekyler kan udgøre en stor del af de svovlforbindelser, der observeres i PM2.5 i vinterdis, hvilket ville hjælpe med at forklare vedvarende ekstreme luftforureningshændelser på trods af reduktionen af ​​SO ₂ .

"Ved at inkludere denne overset kemi i luftkvalitetsmodeller, vi kan forklare, hvorfor antallet af ekstremt forurenede dage i Beijing ikke forbedrede sig mellem 2013 og januar 2017 på trods af stor succes med at reducere svovldioxid, "sagde Moch." Svovl-formaldehydmekanismen kan også forklare, hvorfor politier pludselig syntes at reducere ekstrem forurening sidste vinter. I løbet af den vinter, betydelige begrænsninger for SO ₂ emissioner bragte koncentrationer under formaldehydniveauet for første gang og lavede SÅ ₂ den begrænsende faktor for HMS -produktion. "

De primære kilder til formaldehydemissioner i det østlige Kina er køretøjer og større industrielle faciliteter såsom kemiske og olieraffinaderier. Forskerne anbefaler, at beslutningstagere fokuserer indsatsen på at reducere emissioner fra disse kilder for at reducere ekstrem dis i Beijing -området.

Næste, teamet sigter mod direkte at måle og kvantificere HMS i Beijing dis ved hjælp af modificerede observationssystemer. Teamet vil også implementere svovl-formaldehydkemi inden for en atmosfærisk kemimodel for at kvantificere den potentielle betydning af svovl-formaldehydkemien, der skaber HMS i hele Kina.

"Vores arbejde foreslår en nøglerolle for denne oversete kemiske vej under episoder med ekstrem forurening i Beijing, "sagde Loretta J. Mickley, Seniorforsker i SEAS.