Luftkvaliteten i Europa viser betydelige forbedringer i løbet af de sidste to årtier, viser undersøgelse

En undersøgelse ledet af Barcelona Institute for Global Health (ISGlobal) har konsekvent estimeret daglige omgivende koncentrationer af PM_2,5 , PM₁₀ , NEJ₂ og O₃ på tværs af et stort ensemble af europæiske regioner mellem 2003 og 2019 baseret på maskinlæringsteknikker. Målet var at vurdere forekomsten af ​​dage, der overstiger 2021-retningslinjerne fra Verdenssundhedsorganisationen (WHO) for en eller flere forurenende stoffer, kaldet "urene luftdage."

Forskerholdet analyserede forureningsniveauer i mere end 1.400 regioner i 35 europæiske lande, der repræsenterer 543 millioner mennesker. Resultaterne, offentliggjort i Nature Communications , viser, at samlet suspenderet partikelstof (PM_2.5 og PM₁₀ ) og nitrogendioxid (NO₂). ) niveauer er faldet i de fleste dele af Europa.

Især PM₁₀ niveauerne faldt mest i løbet af undersøgelsesperioden efterfulgt af NO₂ og PM_2.5 , med årlige fald på henholdsvis 2,72 %, 2,45 % og 1,72 %. I modsætning hertil O₃ niveauerne steg årligt med 0,58 % i det sydlige Europa, hvilket førte til en næsten firedobling af antallet af urene luftdage.

Undersøgelsen så også på antallet af dage, hvor grænserne for to eller flere forurenende stoffer blev overskredet samtidigt, et sammenløb kendt som en "sammensat uren luftdag." På trods af de overordnede forbedringer oplevede 86,3 % af den europæiske befolkning stadig mindst én sammensat uren dag om året i løbet af undersøgelsesperioden, med PM_2,5 -NEJ₂ og PM_2.5 -O₃ fremstår som de mest almindelige sammensatte kombinationer.

Resultaterne fremhæver de betydelige forbedringer i luftkvaliteten i Europa efterfulgt af faldet i PM₁₀ og NEJ₂ , mens PM_2.5 og O₃ niveauer fortsætter med at overstige WHOs retningslinjer i mange regioner, hvilket resulterer i et højere antal mennesker, der udsættes for uren luft.

"Målrettet indsats er nødvendig for at imødegå PM_2.5 og O₃ niveauer og associerede sammensatte urene dage, især i forbindelse med hurtigt stigende trusler fra klimaændringer i Europa," siger Zhao-Yue Chen, ISGlobal forsker og hovedforfatter af undersøgelsen.

"Vores konsekvente estimat af befolkningens eksponering for sammensatte luftforureningshændelser giver et solidt grundlag for fremtidig forskning og udvikling af politikker for at adressere luftkvalitetsstyring og folkesundhedsproblemer i hele Europa," påpeger Carlos Pérez García-Pando, ICREA og AXA forskningsprofessor ved BSC-CNS.

Heterogen geografisk fordeling

Forskerholdet har udviklet maskinlæringsmodeller til at estimere daglige koncentrationer i høj opløsning af store luftforurenende stoffer som PM_2.5 , PM₁₀ , NEJ₂ og O₃ . Denne datadrevne tilgang skaber et omfattende dagligt luftkvalitetsbillede for det europæiske kontinent, der går ud over tyndt fordelte overvågningsstationer.

Modellerne indsamler data fra flere kilder, herunder satellitbaserede aerosol-estimater, eksisterende atmosfæriske og klimadata og oplysninger om arealanvendelse. Ved at analysere disse luftforureningsestimater beregnede holdet det årlige gennemsnitlige antal dage, hvor WHO's daglige grænse for en eller flere luftforurenende stoffer overskrides.

På trods af forbedringer af luftkvaliteten bor 98,10 %, 80,15 % og 86,34 % af den europæiske befolkning i områder, der overstiger WHO's anbefalede årlige niveauer for PM_2,5 , PM₁₀ og NEJ₂ , henholdsvis. Disse resultater stemmer nøje overens med Det Europæiske Miljøagentur (EEA)'s estimater for 27 EU-lande, der udelukkende bruger data fra bystationer.

Derudover mødte intet land ozonniveauet (O₃ ) årlig standard i højsæsonen fra 2003 til 2019. Ser man på korttidseksponering, boede over 90,16 % og 82,55 % af den europæiske befolkning i områder med mindst 4 dage, der oversteg WHO's daglige retningslinjer for PM_2,5 og O₃ i 2019, mens tallene for NO₂ og PM₁₀ var 55,05 % og 26,25 %.

I løbet af studieperioden, PM_2.5 og PM₁₀ niveauerne var højest i Norditalien og Østeuropa, mens PM₁₀ niveauerne var højest i Sydeuropa. Høj NO₂ niveauer blev hovedsageligt observeret i det nordlige Italien og i nogle områder i Vesteuropa, såsom i det sydlige Storbritannien, Belgien og Holland.

Tilsvarende O₃ steg med 0,58 % i Sydeuropa, mens den faldt eller viste en ikke-signifikant tendens i resten af ​​kontinentet. På den anden side er de mest markante reduktioner i PM_2,5 og PM₁₀ blev observeret i Centraleuropa, mens for NO₂ de blev fundet i hovedsageligt byområder i Vesteuropa.

Den komplekse håndtering af ozon

Den gennemsnitlige eksponeringstid og befolkning udsat for koncentrationer af uren luft af PM_2,5 og O₃ er meget højere end for de to andre forurenende stoffer. Ifølge forskerholdet understreger dette, hvor presserende det er nødvendigt med større kontrol med disse forurenende stoffer, og vigtigheden af ​​at tage fat på den stigende tendens og påvirkning af O₃ eksponering.

Jordnær eller troposfærisk O₃ findes i de nederste lag af atmosfæren og betragtes som et sekundært forurenende stof, fordi det ikke udsendes direkte til atmosfæren, men dannes af visse prækursorer - såsom flygtige organiske forbindelser (VOC), kulilte (CO) og nitrogenoxider ( NEJ_x )—der produceres i forbrændingsprocesser, hovedsageligt inden for transport og industri. I høje koncentrationer kan ozon skade menneskers sundhed, vegetation og økosystemer.

"Ozonhåndtering udgør en kompleks udfordring på grund af dens sekundære dannelsesvej. Konventionelle luftforureningskontrolstrategier, som fokuserer på at reducere primære forurenende emissioner, er muligvis ikke tilstrækkelige til effektivt at afbøde O₃ overskridelser og tilknyttede sammensatte urene dage," siger Joan Ballester Claramunt, ISGlobal forsker og seniorforfatter af undersøgelsen. "Men det er afgørende for langsigtet håndtering og beskyttelse af ozon at tage fat på klimaændringer, som påvirker ozondannelsen gennem øget sollys og stigende temperaturer. af folkesundheden."

Udfordringen med sammensatte episoder

På trods af forbedringer i luftforurening rapporterede forskerholdet, at over 86 % af europæerne oplevede mindst én dag med sammensatte luftforureningshændelser hvert år mellem 2012 og 2019, hvor flere forurenende stoffer overskred WHOs grænser samtidigt.

Blandt disse sammensatte dage, bidraget fra PM_2,5 -O₃ sammensatte dage steg fra 4,43 % i 2004 til 35,23 % i 2019, og blev den næstmest almindelige type i Europa, hvilket indikerer en bekymrende tendens. De forekommer hovedsageligt på lavere breddegrader i varme årstider og er sandsynligvis forbundet med klimaændringer og det komplekse samspil mellem PM_2,5 og O₃ .

Varmere temperaturer og stærkere sollys om sommeren øger O₃ dannelse gennem kemiske reaktioner. Efterfølgende højere niveauer af O₃ vil fremskynde oxidationen af ​​organiske forbindelser i luften. Denne oxidationsproces fører til kondensering af visse oxiderede forbindelser, der danner nye PM_2.5 partikler.

Derudover øger klimaændringer sandsynligheden for naturbrande, hvilket yderligere hæver både O₃ og PM_2.5 niveauer. "Dette komplekse samspil skaber et skadeligt loop, der fremhæver det presserende behov for at håndtere klimaændringer og luftforurening samtidigt," forklarer Ballester Claramunt.

Flere oplysninger: Chen, Z.Y., Petetin, H., Turrubiates, R.F.M., Achebak, H., García-Pando, C.P. og Ballester, J., 2024. Befolkningseksponering for flere luftforurenende stoffer og dets sammensatte episoder i Europa, Nature Communications . DOI:10.1038/s41467-024-46103-3

Relateret undersøgelse:Zhao-Yue Chen et al., Estimation af pan-europæisk, daglig total, fin-mode og grov-mode aerosol optisk dybde ved 0,1° opløsning for at lette luftkvalitetsvurderinger, Science of The Total Environment (2024). DOI:10.1016/j.scitotenv.2024.170593

Journaloplysninger: Nature Communications , Science of the Total Environment

Leveret af Barcelona Institute for Global Health