Forbedret sekundær uklarhed ved emissionsreduktion under COVID-19-lockdown i Kina

Som et af de første epicentre for denne sygdom, Kina annoncerede de mest effektive forebyggelsesforanstaltninger til at bremse spredningen af ​​COVID-19 ved at begrænse bevægelsen af ​​befolkninger på landsplan efter det kinesiske nytår 2020, hvilket forårsagede enorme økonomiske tab og også en væsentlig reduktion i emissioner af luftforurenende stoffer fra køretøjer og fabrikker. Overraskende nok, på trods af så store fald i primær forurening, luftkvaliteten i Kina var ikke så ren som forventet. Kraftig flerdages disforurening dækkede stadig det nordlige og østlige Kina flere gange, rejser spørgsmål om det veletablerede forhold mellem menneskelige aktiviteter og luftkvalitet, og endda Kinas bestræbelser på luftforureningskontrol, som er blevet omfattende implementeret i de sidste par år.

Med fokus på dette luftforureningsproblem, et område af bekymring for både offentligheden og politikere, undersøgelsen - offentliggjort i tidsskriftet National Science Review (18. juni) – afslører, at en kraftig emissionsreduktion i transport forårsagede mere sekundær dannelse af partikler ved øget atmosfærisk oxidationskapacitet i det østlige Kina, som opvejede indsatsen for primær emissionsreduktion.

Denne undersøgelse integrerede flere observationsdatasæt, herunder netværk til overvågning af luftkvaliteten, kemiske sammensætningsmålinger, og satellitsøgninger, sammen med opdaterede emissionsestimater og snesevis af numeriske simuleringseksperimenter, til en omfattende analyse af den ikke-lineære reaktion af luftforurening på emissionsreduktioner under COVID-19-lockdownen.

Dynamiske økonomiske og industrielle statistikker i de første to måneder af 2020 blev indsamlet for at estimere emissionsreduktioner på grund af COVID-19-lockdown. Termisk elproduktion fra januar til februar var 8,9 % lavere end i 2019, mens cementproduktionen i de første to måneder var 29,5 % lavere end i 2019. Til sammenligning vejtransport var faldet ned fra en klippe under afspærringen, med et fald i den nationale trafikmængde på 70 %.

Et så stort fald i menneskeskabte emissioner førte til væsentligt reduceret primær forurening i atmosfæren, især nitrogenoxid (NOx), der udsendes fra køretøjer. Den ikke-lineære reaktion af ozon, en vigtig atmosfærisk oxidant, til NOx øgede den atmosfæriske oxidationskapacitet og accelererede efterfølgende den kemiske produktion af sekundære partikler. Under ugunstige meteorologiske forhold, hurtigere oxidation opvejede emissionsreduktionen og gav dermed anledning til stadig alvorlig tågeforurening i det østlige Kina. Resultater afslører også, at en synkron kontrol af flygtige organiske forbindelser (VOC'er) kan tjene som en effektiv måde at overvinde forværret disforurening med NOx-reduktion.

Undersøgelsen viser direkte og konsekvente 'observations'- og modelleringsbeviser på det ikke-lineære forhold mellem emissionsreduktioner og sekundær disforurening i den virkelige verden. Det unikke naturlige eksperiment med dramatiske emissionsreduktioner under Kinas COVID-19-lockdown indikerer, at de vilkårlige reduktioner i NOx og andre luftforurenende emissioner førte til væsentlige stigninger i ozon, hvilket igen øgede atmosfærisk oxidationskapacitet og øget dannelse af sekundære partikler.

I Kina, vinterdis og ozonforurening om sommeren er de to store luftkvalitetsudfordringer, men med forskellige og adskilte kontrolpolitikker. Emissionsregulering, der er indført siden 2013, har med succes reduceret disforurening i det østlige Kina, mens undersøgelsen tyder på, at fordelen ved foreslåede yderligere reduktioner i primære emissioner kan opvejes af øget sekundær dannelse af partikler. Et ikke-lineært vendepunkt for NOx-kemi kan medføre flere udfordringer for Kinas afbødning af uklarheder end forventet. Kun med koordineret og kollaborativ kontrol med forskellige primære emissioner kan Kina opnå langsigtet afbødning af uklarheder.