Adskillelse af naturlige og menneskeskabte forurenende stoffer i luften

COVID-19 har ændret verden på ufattelige måder. Nogle har endda været positive, med nye vacciner udviklet på rekordtid. Selv de ekstraordinære nedlukninger, som har haft alvorlige følger for bevægelse og handel, har haft gavnlige virkninger på miljøet og derfor ironisk, på sundhed. Undersøgelser fra hele verden, inklusive Kina, Europa og Indien, har fundet store fald i niveauet af luftforurening. Imidlertid, fuldt ud at forstå virkningen af ​​menneskeskabte årsager, det er vigtigt at adskille dem fra naturlige begivenheder i atmosfæren som vindstrøm.

For at demonstrere dette punkt, en ny undersøgelse foretaget af forskere ved Forskningsinstituttet for Menneskehed og Natur, Japan, bruger satellitdata og matematisk modellering til at forklare, hvor stor lockdown-effekten på nitrogenoxider har været i Delhi, Indien, en af ​​verdens mest forurenede byer, og dets omegn. Denne undersøgelse blev udført under aktiviteten kaldet "Mission DELHIS (Detection of Emission Change of air pollutants:Human Impact Studies) som en del af RIHN-projektet, Aakash (betyder "Himmel" på hindi).

"Nitrogenoxider er gode kemiske sporstoffer til at teste modelhypoteser, fordi udover deres helbredseffekter, de har en kort levetid. Derfor, det er usandsynligt, at vinden vil bringe nitrogenoxider langt væk." forklarer professor Sachiko Hayashida, der ledede undersøgelsen.

Nitrogenoxider ændrer sig naturligt på grund af dynamiske og fotokemiske forhold i atmosfæren, og udsendes fra jordens overflade af både naturlige og menneskeskabte aktiviteter. Derfor, Hayashida hævder, blot at se på deres koncentrationsniveauer i atmosfæren giver kun et groft indtryk af menneskeskabte bidrag.

"COVID-19-pandemien har givet os en mulighed for sociale eksperimenter, når vi kan skelne de menneskeskabte virkninger på nitrogenoxider fra de naturlige forårsaget af atmosfæriske forhold og naturlige emissioner, fordi kun menneskeskabte emissioner faldt på grund af nedlukningen. Disse konfoundere påvirker politikken til at kontrollere luftkvaliteten," siger hun.

Streng lockdown blev håndhævet i Delhi i to måneder i 2020, fra slutningen af ​​marts til slutningen af ​​maj. Denne periode falder sammen med overgangen i atmosfæriske forhold, såsom aktinisk flux, fra lavt om foråret til højt i forsommeren, og også fra stillestående vinde til høj ventilation i hele det nordlige Indien.

Forskerne analyserede sæsonmæssige og mellemårige ændringer ved hjælp af flerårige satellitdata for at forudsige, hvad niveauerne ville være, hvis der ikke havde været nogen lockdown. De estimerede top-down emissioner ved hjælp af en steady-state kontinuitetsligning. Undersøgelsens resultater viser tydeligt, at de naturlige forhold ikke kunne forklare det dramatiske fald i 2020-niveauet af nitrogenoxid. Ikke engang tæt på.

"Vores beregninger antydede, at 72% af nitrogenoxidemissionerne i bycentre udelukkende stammer fra trafik og fabrikker, " sagde Hayashida.

Interessant nok, niveauerne genoprettede efter nedlukningen hurtigere i landdistrikterne, end de gjorde i byerne, en virkning, der tilskrives landbrugsaktiviteter såsom forbrænding af afgrøderester, som genoptog næsten øjeblikkeligt. I modsætning til fabrikker, landbrugsaktiviteterne fortsatte, omend i et mindre tempo, under lockdown, hvilket var mindre strengt for landbruget.

Hayashida siger, at hendes holds tilgang burde have en indflydelse på, hvordan vi studerer skadelige kemiske arter, der udsendes til atmosfæren.

"Vores resultater viser vigtigheden af ​​at analysere top-down emissioner og ikke kun atmosfæriske koncentrationer. Vi forventer, at vores tilgang er vejledende for en effektiv politik om luftforurening, " hun sagde.