Por que o ar de inverno no leste dos EUA ainda está tão sujo

Por que o ar de inverno no leste dos EUA ainda está tão sujo

Apesar dos baixos níveis gerais de emissões nocivas de usinas e veículos ao longo do ano, a poluição do ar no inverno no leste dos Estados Unidos continua alta. Um novo estudo explica porquê.

O verão costumava ser o garoto propaganda de partículas que causam neblina e causam asma, câncer de pulmão e outras doenças, dizem os pesquisadores.

“Nos últimos 10, aproximadamente, os níveis de poluição do ar no verão diminuíram rapidamente, enquanto os níveis de poluição do ar no inverno não diminuíram. A qualidade do ar no verão agora é quase a mesma que no inverno no leste dos EUA ”, diz o autor correspondente Viral Shah, que fez o trabalho como parte de seu doutorado em ciências atmosféricas na Universidade de Washington. "Identificamos os processos químicos que explicam a diferença sazonal em resposta às reduções de emissões".

O estudo, que aparece no Proceedings, da Academia Nacional de Ciências, mostra que as partículas seguem caminhos diferentes no inverno.

Sabores Smog

Os resultados vieram da análise das observações coletadas durante a campanha 2015 Wintertime Investigation of Transport, Emissions and Reactivity (WINTER). Durante esse esforço, os pesquisadores passaram seis semanas no inverno voando através de plumas de poluição sobre Nova York, Baltimore, Cincinnati, Columbus, Pittsburgh, Washington, DC, e ao longo das usinas termoelétricas a carvão do Vale do Rio Ohio.

“Agora temos uma ferramenta melhor para ver qual é a melhor estratégia para melhorar a qualidade do ar no inverno…”

Partículas que formam smog vêm em diferentes sabores. Duas importantes são sulfatos, de dióxido de enxofre emitido principalmente por usinas termoelétricas a carvão, e nitratos, criados a partir de óxidos de nitrogênio conhecidos coletivamente como NOx. Os regulamentos de qualidade do ar reduziram o dióxido de enxofre nos EUA em 68 por cento entre 2007 e 2015 e NOx em cerca de um terço durante esse período.

Os níveis de partículas de verão - quando os dois sabores de óxidos se acumulam em pacotes aquosos de nitratos e sulfatos que criam lindos pores-do-sol, mas prejudicam a saúde humana - caíram no leste dos EUA em cerca de um terço durante esse período. Mas as concentrações de partículas de inverno diminuíram apenas pela metade, por razões que não ficaram claras.


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“Os modelos de qualidade do ar que usamos para entender a origem da poluição do ar funcionam muito bem no verão, mas têm alguns problemas no inverno. Antes desse estudo, não podíamos reproduzir a composição particulada observada no inverno ”, diz Lyatt Jaeglé, que foi o segundo autor do artigo e co-investigador principal da campanha de campo.

"Agora temos uma ferramenta melhor para analisar qual é a melhor estratégia para melhorar a qualidade do ar no inverno em escalas regionais no leste dos EUA e, potencialmente, em outros lugares, como Europa e Ásia".

Química do ar de inverno

No verão, alguns dos NOx e dióxido de enxofre emitidos permanecem na fase gasosa e são irradiados pela luz do sol ou depositados na terra, e o restante forma partículas na forma de nitratos e sulfatos. À medida que os ingredientes primários diminuem, o mesmo acontece com os níveis de partículas.

Mas a nova análise mostra que a química do ar no inverno segue um caminho mais complexo. Com menos luz solar e temperaturas mais frias, mais da química acontece na fase líquida, nas superfícies das partículas existentes ou nas nuvens de líquido e gelo. Nessa fase, à medida que os ingredientes primários diminuem, aumenta a eficiência da conversão do dióxido de enxofre em sulfato, porque há mais oxidantes disponíveis. E como o sulfato diminui, as partículas se tornam menos ácidas, fazendo com que o NOx se converta mais facilmente em nitratos.

Assim, embora os regulamentos de qualidade do ar tenham reduzido os dois tipos de emissões primárias, a quantidade total de partículas que prejudicam a saúde humana caiu mais lentamente.

“Não é que as reduções não estejam funcionando. É só que as reduções têm um efeito de cancelamento, e o efeito de cancelamento tem uma força definida ”, diz Shah, que agora é pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Harvard. “Precisamos fazer reduções adicionais. Quando as reduções se tornarem maiores que o efeito de cancelamento, o inverno começará a se comportar mais como o verão ”.

Como a qualidade do ar mudará?

O estudo prevê que, a menos que as reduções de emissões superem as previsões atuais, a qualidade do ar no inverno continuará a melhorar apenas gradualmente até pelo menos a 2023. Nesse ritmo, levaria vários anos até que as emissões atingissem os níveis quando a poluição do inverno começasse a cair mais rapidamente.

“Este artigo mostra que compreender a química atmosférica subjacente que converte os poluentes primários em partículas finas é fundamental para calibrar nossas expectativas sobre o que as reduções de emissões irão realizar e, portanto, como otimizar futuras reduções de emissões para continuar obtendo o 'maior retorno para o investimento'. "em termos de redução de concentrações de partículas finas", diz o terceiro autor Joel Thornton, que foi o principal investigador na campanha de campo.

Os resultados sugerem que mais reduções de emissões, tanto de enxofre quanto de óxidos de nitrogênio, serão necessárias para melhorar a qualidade do ar no inverno no leste dos EUA e em outros climas frios.

"Esta pesquisa ajuda a explicar por que os controles de emissões para reduzir a poluição do ar, como sulfato e nitrato, não foram tão bem sucedidos como o esperado no leste dos EUA no inverno", diz Sylvia Edgerton, diretora de programas da Divisão de Atmosfera e Atmosfera da National Science Foundation. Geospace Sciences, que financiou a pesquisa.

“A campanha de campo da WINTER produziu um conjunto único de observações de inverno. Eles demonstram que as reações químicas durante os meses de inverno contrariam as esperadas reduções na poluição do ar devido à redução de emissões. ”

Coautores adicionais são da Universidade de Washington; Georgia Tech; a Universidade do Colorado Boulder; Universidade Estadual do Colorado; Carolina do Norte A & T State University; o Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica em Boulder; e a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica em Boulder. A National Science Foundation, com apoio em espécie da NASA e da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, financiou o trabalho.

Fonte: Universidade de Washington

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