Med fald i LAs aerosolforurening fra køretøjer, vegetation fremstår som hovedkilde

Californiens begrænsninger for køretøjsemissioner har været så effektive, at i mindst et byområde, Los Angeles, den mest angående kilde til farlig aerosolforurening kan meget vel være træer og andre grønne planter, ifølge en ny undersøgelse fra University of California, Berkeley, kemikere.

Aerosoler - partikler af kulbrinter, der kaldes PM2.5, fordi de er mindre end 2,5 mikrometer i diameter og let ligger i lungerne - har vist sig at forårsage hjerte -kar -og åndedrætsproblemer.

Som følge af strenge lovgivninger om køretøjsemissioner, organiske aerosolniveauer er reduceret betydeligt i hele USA, men faldet har været særligt dramatisk i Los Angeles, som startede på et højere niveau.

Baseret på forureningsmålinger i løbet af de sidste 20 år, UC Berkeley -forskerne fandt ud af, at koncentrationerne af PM2,5 i Los Angeles -bassinet i 2012 var halvdelen af, hvad de var i 1999. Som et resultat heraf fra 2016 til 2018, der var næsten ingen PM2.5 -overtrædelser i området, når temperaturen var lav, under 68 grader Fahrenheit. Men ved varmere temperaturer, aerosolkoncentrationer steg - i samme tidsperiode, 70% til 80% af dagene over 100 F overskred tærsklen for National Ambient Air Quality Standard (NAAQS).

”Den positive nyhed er, at hvor vi forstod kilden, og vi handlede, at handlingen har været utrolig effektiv, "sagde Ronald Cohen, en atmosfærisk kemiker og UC Berkeley professor i kemi. "For tyve år siden, næsten hver dag i LA var i strid med en sundhedsbaseret standard. Og nu er det kun de varme dage. "

Som organiske kemikalier i køretøjet - forbindelser af kræftfremkaldende stoffer såsom benzen og toluen - faldt, luftkvalitetseksperter fokuserede på andre potentielle kilder til aerosoler i de byer med usunde niveauer. Mange forskere mener, at personlig pleje og husholdningsrensemidler - nogle tilsyneladende lige så godartede som citrusduften limonen - kan være synderen. I betragtning af temperaturafhængigheden af ​​aerosolniveauer i Los Angeles, Det tvivler Cohen på.

"Der er en voksende konsensus om, at da biler blev uvæsentlige, husholdningskemikalier dominerer kilden til organiske stoffer til atmosfæren og, derfor, dominerer kilden til aerosoler, "sagde han." Jeg siger, at jeg ikke forstår, hvordan aerosoler fra disse kemikalier kan være temperaturafhængige, og, derfor, Jeg tror, ​​det er sandsynligvis noget andet. Og træer er en god kandidat. "

Planter vides at frigive flere organiske kemikalier, når temperaturen stiger, og i mange skovområder er træer kilden til organiske kemikalier, der kombineres med menneskeproducerede nitrogenoxider til dannelse af aerosol. Præsident Ronald Reagan havde delvis ret, da han i 1981 berygtede udtalte, at, "Træer forårsager mere forurening, end biler gør." På det tidspunkt, forskere lærte om skovens rolle omkring Atlanta i at forårsage byens luftforurening.

Cohen og tidligere Berkeley kandidatstuderende Clara Nussbaumer gennemgik organiske kemiske emissioner fra forskellige planter, der vides at vokse eller dyrkes i Los Angeles -området og fandt ud af, at nogle, såsom byens ikoniske mexicanske fanpalmer, producerer masser af flygtige organiske forbindelser. Egetræer er også høje udledere af organiske kemikalier.

De vurderede, at gennemsnitlig, 25% af aerosolerne i Los Angeles -bassinet kommer fra vegetation, som omfatter anslået 18 millioner eller flere træer.

Planteafledte aerosoler er sandsynligvis fremstillet af den kemiske isopren - byggesten af ​​gummi eller plantekemikalier såsom terpener, som består af to eller flere isopren byggesten kombineret til at danne et mere komplekst molekyle. Cohen siger, at PM2.5 -aerosoler kan betragtes som "små små perler af stearinvoks, "med planteafledte aerosoler sammensat af mange molekyler isopren og terpener, som findes i fyrretræsharpikser.

"Jeg foreslår ikke, at vi slipper af med planter, men jeg vil have folk, der tænker på storstilet plantning, til at vælge de rigtige træer, "sagde han." De skulle plukke lavemitterende træer i stedet for træer med høj emission. "

Forskningen blev beskrevet denne måned i tidsskriftet Miljøvidenskab og teknologi .

Hvordan påvirker den globale opvarmning forurenende stoffer?

Cohen, som har undersøgt temperaturafhængigheden af ​​bymæssige ozonniveauer for at få indsigt i den indvirkning, klimaændringer vil have på forurenende stoffer, besluttede for to år siden at undersøge temperaturafhængigheden af ​​ozon- og aerosolforurening i fem amter i Los Angeles -bassinet:Los Angeles, San Bernardino, Riverside, Orange og Ventura. Han og Nussbaumer kiggede på data fra 22 målesteder på tværs af bassinet - otte i LA County, to i Orange County, fem i Riverside County, fire i San Bernardino County, og tre i Ventura County - for at studere aerosoler, og på fire steder - tre i LA, en i San Bernardino - for at studere ozon.

Forskerne fandt ud af, at i begyndelsen af ​​det 21. århundrede, forholdet mellem temperatur og aerosolforurening var ret varieret:hvis temperaturen steg, nogle gange vil PM2,5 koncentrationer stige meget, nogle gange lidt. I dag, forholdet er mere lineært:Hvis temperaturen stiger en grad, PM2,5 -koncentrationer stiger forudsigeligt med en bestemt mængde.

Cohen og Nussbaumer fokuserede primært på sekundære organiske aerosoler (SOA), som dannes som partikler, når gasformige forurenende stoffer - primært nitrogenoxider (NOx) og flygtige organiske forbindelser (VOC) - reagerer med sollys. De samme forhold producerer ozon.

Ved hjælp af en simpel atmosfærisk model, de konkluderede, at både regulerede kemikalier fra bilens udstødning og madlavning - primære organiske aerosoler såsom benzen, toluen, ethylbenzen og xylen - og isopren fra planter var forstadier til størstedelen af ​​de organiske aerosoler, der blev observeret. Deres model tyder på, at omkring en fjerdedel af SOA i LA -bassinet er dannet af isopren eller andre meget lignende forbindelser, og at disse repræsenterer det meste af den temperaturafhængige stigning. Selvom der er tegn på, at nogle temperaturafhængige VOC'er er blevet kontrolleret over tid, såsom dem fra fordampning af benzin, isopren er ikke en af ​​dem.

Cohen bemærkede, at når elbilsforbruget stiger, betydningen af ​​organiske aerosoler fra vegetation vil blive mere dominerende, kræver afbødende foranstaltninger for at holde niveauer inden for lovgivningsmæssige grænser under hedebølger.

"Biler bidrager også til ozon, og i LA -bassinet er ozonniveauet også højt, ved høje temperaturer og af samme grund:Der er flere organiske molekyler til at drive kemien, når den er varm, "Cohen sagde." Vi vil have en strategi til at tænke over, hvilke planter der kan udlede færre kulbrinter, når det bliver varmt, eller hvilke andre emissioner vi kan kontrollere, der forhindrer dannelse af aerosoler. "

Cohen håber at se på data fra andre byområder, herunder San Francisco Bay Area, for at se, om de temperaturafhængige aerosoler nu dominerer, og om vegetation er synderen.

Undersøgelsen blev delvist finansieret af et tilskud (NA18OAR4310117) fra National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Cohen og Allen Goldstein, en professor i miljøvidenskab ved UC Berkeley, politik og ledelse og civil- og miljøteknik, har også indgået et partnerskab med NOAA -forskere og staten og lokale luftkvalitetsagenturer om et eksperiment for at observere emissioner i Los Angeles ved forskellige temperaturer. Ved at kombinere disse forskellige observationsstrategier i LA -bassinet, Cohen håber, "vil føre til bedre ideer til at reducere høje ozon- og aerosolbegivenheder i bassinet, dem, der derefter kan bruges som vejledning i andre større byer, der lider af dårlig luftkvalitet. "