På trods af lavere svovlemissioner i USA og Vesteuropa, luftforureningen falder langsommere

Luften i USA og Vesteuropa er meget renere end selv for ti år siden. Oliestandarder og regler med lavt svovlindhold på kraftværker har med succes reduceret sulfatkoncentrationerne i luften, at reducere de fine partikler, der skader menneskers sundhed, og rydde op i miljøfaren ved sur regn.

På trods af disse succeser, sulfatniveauer i atmosfæren er faldet langsommere end svovldioxidemissioner, især om vinteren. Dette uventede fænomen tyder på, at svovldioxidemissionsreduktioner er mindre effektive end forventet til at skære i sulfataerosoler. En ny undersøgelse ledet af Tokyo Institute of Technology, Hokkaido University og University of Washington forklarer hvorfor. Opslaget med åben adgang blev offentliggjort den 5. maj i Videnskab fremskridt .

Når koncentrationer af surt sulfat fra fossile brændstoffer falder, mens koncentrationen af ​​mere basiske ammoniummolekyler i atmosfæren forbliver konstant, flydende vanddråber i skyer bliver mindre sure. Dette gør omdannelsen af ​​svovldioxid til sulfat mere effektiv. Så, selvom luftkvalitetsbestemmelserne har reduceret udbuddet af svovldioxid fra kraftværker og skibsfart, den samlede mængde af sulfatpartikler, der skader menneskers sundhed, er faldet langsommere.

"Det betyder ikke, at emissionsreduktionerne ikke virker. Det er bare, at der er en reaktion, som delvist afbøder reduktionerne, " sagde medforfatter Becky Alexander, en UW professor i atmosfæriske videnskaber. "Vi er nødt til at forstå denne flerfasede kemi i atmosfæren for at lave en effektiv strategi til at håndtere luftforurening og præcist forudsige fremtidig luftforurening og klimaforandringer."

I det meste af det 20. århundrede, svovldioxidemissioner steg med industrialiseringen i mange dele af verden. Men for nylig er denne tendens vendt som reaktion på regler, mens ammoniumudledningen fra dyr og landbrug fortsætter i samme takt. Disse tendenser forventes at fortsætte.

Data fra en iskerne i Grønland, der bevarer tidligere års atmosfærer, viser, at andelen af ​​sulfat indeholdende ilt med én ekstra neutron, eller oxygen-17, steg i 1980'erne, efter at landene begyndte at regulere emissioner. Forfatternes analyse viser, at dette skyldes hurtigere sulfatdannelse i væskefasen i atmosfæren, som hovedsageligt forekommer i skyer, under mindre sure forhold.

"Efter SO2-emissionskontrollen, relativt lavere atmosfærisk surhed fremmer effektiviteten af ​​sulfatproduktion i atmosfæren, hvilket svækker sulfatniveauets reaktion på SO2-reduktionen, " sagde hovedforfatter Shohei Hattori ved Tokyo Institute of Technology. "Vores unikke isotopteknikker anvendt til Grønlands iskerneregistrering identificerer nøgleprocessen for den svækkede reaktion af sulfat på reduktion af SO2-emissioner."

Dataene kom fra en iskerne boret i det sydøstlige Grønland (SE-Dome) som en del af et projekt ledet af Hokkaido Universitet. Ilten fanget i denne is gav bevis på sulfatsammensætning fra 1959 til 2015, uden forurening fra lokal forurening.

"Baseret på en kontinuerlig og højopløselig iskernerekord fra SE-Dome, vi kunne opnå pålidelige optegnelser for atmosfæriske aerosoler uden anden modifikation efter aflejring, " sagde medforfatter og leder af SE-Dome iskerneprojekt Yoshinori Iizuka ved Hokkaido Universitet. "Vi planlægger at bore en anden iskerne på samme sted i år, og forsøge at rekonstruere aerosolhistorien tilbage til 1750'erne."

Iskernen indeholder ikke separate data for sommer og vinter, men modeller viser, at andre, gasfase kemiske reaktioner for svovldioxid bliver vigtigere om sommeren, reducerer sommertidseffekten af ​​skiftende skysurhed. At vide, hvordan disse molekyler reagerer, vil hjælpe med at forbedre de atmosfæriske modeller, der bruges til at forudsige luftkvalitet og projektere klimaændringer.