Luftkvalitetsbureauer kan trække vejret lettere om gældende emissionsregler

Efterhånden som luftkvaliteten forbedres, den usynlige kemi, der sker i luften omkring os, ændrer sig. Himmelen bør klare sig, når emissionerne falder, men de seneste resultater tyder på, at faldende nitrogenoxider kan skabe et miljø, hvor luftbårne kulstofholdige forbindelser lettere omdannes til små partikler, der skader menneskers sundhed.

Tilsynsmyndigheder kan nu trække vejret lettere. En undersøgelse ledet af University of Washington, offentliggjort i marts i Procedurer fra National Academy of Sciences , giver et mere fuldstændigt billede af forholdet mellem nitrogenoxider-de partikler, der er genereret i slutrøret i centrum af Volkswagen-skandalen, også kendt som NOx, - og PM2,5, de mikroskopiske partikler, der kan lægge sig i lungerne.

Resultater viser, at faldende NOx på grund af strammere standarder i sidste ende fører til renere luft - det kan bare tage længere tid.

Et centralt fund er, hvordan koncentrationen af ​​NOx påvirker dannelsen af ​​PM2,5, fundet i smog, ved at ændre kemien i de kulbrintedampe, der omdannes til partikler på mindre end 2,5 mikron på tværs, eller cirka 3 procent bredden af ​​et menneskehår.

"Vi fandt ud af, at der er to forskellige regimer for PM2.5 -dannelse, "sagde første forfatter Joel Thornton, en UW -professor i atmosfæriske videnskaber. "En hvor tilføjelse af NOx forbedrer PM2.5, og en hvor tilsætning af NOx undertrykker PM2.5. "

Resultaterne kan hjælpe med at forklare, hvorfor luftkvaliteten ser ud til at have stagneret i de seneste år i nogle dele af Nordamerika, selvom emissioner af alle typer er faldet. Tilsynsmyndighederne er bekymrede, fordi luftforurening er en førende fare for menneskers sundhed, især blandt børn, ældre og personer med åndedræts- eller hjerteproblemer.

Tjenestemænd vidste at forvente langsomme fremskridt med at reducere ozon, en anden komponent i smog, på grund af en noget lignende rolle, som NOx spiller i ozondannelse. Men den seneste bekymring var, at PM2.5 -koncentrationer kan være forskellige, og ville bare fortsætte med at gå op med faldende NOx -emissioner.

"Vi siger dybest set:'Hold ud, bare rolig. Ting kan se ud til at blive værre, nogle steder, men generelt burde de blive bedre, Sagde Thornton.

Opdagelsen af ​​dette komplekse forhold kan også hjælpe atmosfæriske forskere med at forudsige, hvordan luft vil ændre sig, efterhånden som emissionerne falder yderligere.

Kulbrintedampe-kulstofbaserede forbindelser fra enten naturlige kilder eller fossile brændstoffer-omdannes ikke let til PM2,5. Kun gennem et sæt kemiske reaktioner i luften, der involverer frie radikaler, som er produceret af sollys og moduleret af NOx, er kulbrintedampe, der omdannes til partikler.

Forskningen kombinerer observationer fra en feltekampagne fra 2013, der målte emissioner i luften over sydøstlige amerikanske byer samt eksperimenter udført på Pacific Northwest National Laboratory.

Den lethed, hvormed kulbrinter konverterer til PM2.5, skifter med tilgængeligheden af ​​de forskellige ingredienser, og reaktionshastighederne ændrer sig også. Begge må overvejes for at forstå effekten på regional PM2.5, viser den nye undersøgelse. Selvom PM2.5 -dannelsen fra kulbrinter bliver lettere, når NOx falder, de kemiske reaktioner bremser. Tilsammen betyder de to effekter, at til sidst, dråber i nitrogenoxider vil føre til fald i PM2,5.

"Du kan være i et regime, hvor det bliver værre, men hvis du skubber forbi det, det bliver bedre, "Sagde Thornton." I de fleste byområder i USA, NOx -niveauerne er lave nok til, at vi allerede er forbi dette punkt. "

Tidligere forskning fra Thorntons gruppe har vist, hvorfor vinterforurening er mere modstandsdygtig over for emissionsregler end sommersmog:fordi forskellige temperaturer giver sæsonbetingede forhold, der sender kemien ad forskellige veje.