למרות רמות נמוכות יותר של פליטות מזיקות מתחנות כוח ורכבים לאורך כל השנה, זיהום האוויר בחורף במדינת ארצות הברית נותר גבוה. מחקר חדש מסביר מדוע.
החוקרים אומרים כי הקיץ היה ילד הפוסטר של חלקיקים המכילים אובך הגורמים לאסטמה, סרטן ריאות ומחלות אחרות.
"בעשר השנים האחרונות בערך, רמות זיהום האוויר בקיץ ירדו במהירות ואילו רמות זיהום האוויר בחורף לא. איכות האוויר בקיץ כמעט זהה לזו שבחורף במזרח ארה"ב ", אומר הסופר המקביל ויראלי שאה, שעשה את העבודה במסגרת הדוקטורט שלו במדעי האטמוספירה באוניברסיטת וושינגטון. "איתרנו את התהליכים הכימיים המסבירים את ההבדל העונתי בתגובה להפחתת פליטות."
המחקר, המופיע ב- PNAS של האקדמיה הלאומית למדעים, מראה כי החלקיקים עוברים מסלולים שונים בחורף.
טעמי ערפיח
התוצאות הגיעו מניתוח תצפיות שנאספו במהלך קמפיין חורף 2015 בנושא תחבורה, פליטות ותגובתיות (WINTER). במהלך מאמץ זה בילו החוקרים שישה שבועות בחורף בטיסה דרך נזילות זיהום מעל העיר ניו יורק, בולטימור, סינסינטי, קולומבוס, פיטסבורג, וושינגטון הבירה ולאורך תחנות הכוח הפחמיות של עמק נהר אוהיו.
"כעת יש לנו כלי טוב יותר לבחון מהי האסטרטגיה הטובה ביותר לשיפור איכות האוויר בחורף ..."
חלקיקים שיוצרים ערפיח מגיעים בטעמים שונים. שניים חשובים הם סולפטים, מגופרית דו-חמצנית הנפלטת בעיקר על ידי תחנות כוח פחמיות, וחנקות, הנוצרות מתחמוצות חנקן המכונות יחד NOx. תקנות איכות האוויר הורידו את הגופרית הדו-חמצנית בארה"ב ב -68% בין השנים 2007 ל -2015, ואת ה- NOx בכשליש באותה תקופה.
רמות הקיץ של חלקיקים - כאשר שני הטעמים של התחמוצות מתגודדות לחבילות מימיות של חנקות וסולפטים שיוצרות שקיעות יפות אך פוגעות בבריאות האדם - צנחו במזרח ארה"ב בכשליש באותה תקופה. אך ריכוזי החלקיקים בחורף פחתו במחציתם בלבד מסיבות שלא היו ברורות.
"המודלים לאיכות האוויר בהם אנו משתמשים כדי להבין את מקור זיהום האוויר מתפקדים די טוב בקיץ, אך יש להם כמה בעיות בחורף. לפני מחקר זה לא הצלחנו לשחזר את הרכב החלקיקים שנצפה בחורף ", אומר ליאט ג'גל, שהיה המחבר השני של העיתון וחוקר שותף של מסע הפרסום בשטח.
"יש לנו כעת כלי טוב יותר לבחון מהי האסטרטגיה הטובה ביותר לשיפור איכות האוויר בחורף בקנה מידה אזורי במזרח ארה"ב ובמקומות אחרים, כמו אירופה ואסיה."
כימיה באוויר בחורף
בקיץ, חלק מ- NOx הנפלט והדו תחמוצת הגופרית נותר בשלב הגז ונחלף מאור השמש או מופקד על היבשה, והשאר יוצר חלקיקים בצורת חנקות וסולפטים. ככל שהמרכיבים העיקריים יורדים, כך יורדות רמות החלקיקים.
אך הניתוח החדש מראה כימיה של אוויר בחורף הולכת בדרך מורכבת יותר. עם פחות אור שמש וטמפרטורות קרות יותר, יותר מהכימיה מתרחשת בשלב הנוזל, על משטחי החלקיקים הקיימים או ענני נוזלים וקרח. בשלב זה, עם ירידת המרכיבים העיקריים, היעילות של המרת דו תחמוצת הגופרית לסולפט עולה מכיוון שיש יותר חומרים מחמצנים. וככל שהסולפט יורד, החלקיקים הופכים פחות חומציים, מה שהופך את NOx להמיר ביתר קלות לחנקות.
לכן, למרות שתקנות איכות האוויר הפחיתו את שני סוגי הפליטות הראשוניות, כמות החלקיקים הכוללת הפוגעת בבריאות האדם ירדה לאט יותר.
"זה לא שההפחתות לא עובדות. רק שיש להפחתות השפעה מבטלת, ואפקט הביטול הוא בעל כוח מוגדר ", אומר שאה, כיום חוקר פוסט-דוקטורט באוניברסיטת הרווארד. "עלינו לבצע הפחתות נוספות. ברגע שההפחתות יהיו גדולות יותר מהאפקט המבטל, אז החורף יתחיל להתנהג יותר כמו קיץ. "
איך איכות האוויר תשתנה?
המחקר צופה כי אלא אם הפחתת הפליטות תעלה על התחזיות הנוכחיות, איכות האוויר בחורף תמשיך להשתפר רק בהדרגה עד 2023 לפחות. בקצב זה יעברו מספר שנים עד שהפליטה תגיע לרמות כאשר זיהום החורף יתחיל לרדת מהר יותר.
"מאמר זה מראה כי הבנת הכימיה האטמוספרית הבסיסית ההופכת מזהמים ראשוניים לחלקיקים עדינים היא קריטית לכיול ציפיותינו לגבי מה שיצליחו להפחית פליטות, ועל כן כיצד לייעל הפחתות פליטות עתידיות כדי להמשיך ולהשיג את המפץ הגדול ביותר עבור הכסף. "מבחינת הפחתת ריכוזי החלקיקים הדקים", אומר הסופר השלישי ג'ואל ת'ורנטון, שהיה החוקר הראשי בקמפיין בשטח.
הממצאים מצביעים על כך שיהיה צורך בהפחתות פליטות רבות יותר של תחמוצות הגופרית והחנקן כאחד, כדי לשפר את איכות האוויר בחורף במזרח ארה"ב ובאקלים קר אחר.
"מחקר זה מסייע להסביר מדוע בקרת הפליטות להפחתת חומרי זיהום האוויר, כגון סולפט וחנקה, לא הצליחו כמצופה במזרח ארה"ב בחורף", אומרת סילביה אדגרטון, מנהלת התוכנית באגף לאטמוספירה וקרן המדע הלאומית. מדעי הגיאוגרפיה, אשר מימנה את המחקר.
"קמפיין השדה WINTER הפיק מערך ייחודי של תצפיות בחורף. הם מדגימים כי פידבקים כימיים בחודשי החורף נוגדים הפחתות צפויות בזיהום האוויר עקב ירידה בפליטות. "
מחברים נוספים הם מאוניברסיטת וושינגטון; ג'ורג'יה טק; אוניברסיטת קולורדו בולדר; אוניברסיטת קולורדו; צפון קרוליינה A&T State University; המרכז הלאומי למחקר אטמוספרי בבולדר; והמינהל הלאומי לאוקיינוסים ואטמוספירה בבולדר. הקרן הלאומית למדע, בתמיכת פנים מטעם נאס"א והמינהל הלאומי לאוקיאנוסים ואווירה, מימנה את העבודה.
מקור: אוניברסיטת וושינגטון
ספרים קשורים:
at InnerSelf Market ואמזון
