COVID-19 lockdown fremhæver ozonkemien i Kina

I begyndelsen af ​​2020, dagligdagen i det nordlige Kina gik i stå, da regionen gik ind i en streng periode med lockdown for at bremse spredningen af ​​COVID-19. Emissioner fra transport og industri styrtdykkede. Emissioner af nitrogenoxider (NO _x ) fra fossile brændstoffer faldt med 60 til 70 procent.

Og stadigvæk, miljøforskere bemærkede, at jordnær ozonforurening i Beijing og den nordlige Kina-sletten steg i vejret i løbet af denne periode, på trods af faldet i NO _x , en bestanddel af ozon.

Regionen er ikke fremmed for alvorlig ozonforurening, men indtil for omkring fem år siden, de fleste ozonhændelser fandt sted i løbet af sommeren. For nylig, ozonsæsonen i Kina er blevet længere, breder sig ind i det tidlige forår og sen vinter. Det viser sig, COVID-19-lockdownen kan hjælpe med at forklare hvorfor.

Forskere fra Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) og Nanjing University of Information Science &Technology (NUIST) har fundet ud af, at en anden komponent af ozon, flygtige organiske forbindelser (VOC'er), kan være skyld i stigningen i vinterozon.

Forskningen er publiceret i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

"Covid-19 lockdown var et ufrivilligt eksperiment, hvor emissionerne faldt brat og en masse ozon pludselig dukkede op, " sagde Daniel J. Jacob, Vasco McCoy familieprofessor i atmosfærisk kemi og miljøteknik ved SEAS og medkorresponderende forfatter til papiret.

Ozon dannes gennem en række kemiske reaktioner, begyndende med oxidation af VOC'er. Denne reaktion danner kemiske radikaler, som driver reaktioner mellem NO _x og VOC til at producere ozon i nærvær af sollys. I en tidligere undersøgelse, forskere fra SEAS og NUIST fandt ud af, at om sommeren, partikler (PM2.5) fungerer som en svamp for de radikaler, der er nødvendige for at generere ozonforurening, suger dem op og forhindrer dem i at producere ozon.

I det blad, forskerne fandt ud af, at luftforureningspolitikker indført af den kinesiske regering, som reducerede PM2,5, forårsagede en stigning i skadelig ozonforurening ved jordoverfladen, især i store byer.

I denne forskning, holdet fandt, at NEJ _x spiller en lignende rolle om vinteren, fjerner radikaler og forhindrer dem i at danne ozon. Som NEJ _x niveauer falder, enten lige pludselig med lockdown eller gradvist med luftforureningskontrol, der er flere radikaler tilgængelige for VOC'er at reagere med. Denne øgede oxidation af VOC'er af radikaler ville forstærke ved at producere flere radikaler selv, og denne proces optimerer ozonproduktionseffektiviteten af ​​NO _x .

"COVID-19-erfaringen hjælper med at forklare tendensen til stigende ozonforurening i den sene vinter og forår i Kina, " sagde Ke Li, en postdoc ved SEAS og førsteforfatter til undersøgelsen. "Som NEJ _x emissionerne er faldet, ozonsæsonen i Kina bliver længere."

Forskningen fremhæver behovet for bedre at forstå kilderne og arterne af VOC'er og regulere deres emissioner.

"VOC-emissionskontrol ville stoppe spredningen af ​​ozonsæsonen og have store fordele for folkesundheden, afgrødeproduktion, og partikelforurening, " sagde Hong Liao, Professor ved NUIST og co-korresponderende forfatter til dette værk.