science >> Wetenschap >  >> Natuur

Emissies van nanodeeltjes stijgen met 30 procent wanneer auto's met flexbrandstof overschakelen van bio naar fossiel

Niveaus van ultrafijnstof in de stad São Paulo, Brazilië, steeg tot 30% op momenten dat de ethanolprijzen stegen en het verbruik daalde. Krediet:Léo Ramos Chaves / Pesquisa FAPESP tijdschrift

Als de ethanolprijs aan de pomp om wat voor reden dan ook stijgt, het wordt economisch voordelig voor bestuurders van dual-fuelvoertuigen om benzine te tanken. Echter, de gezondheid van de hele bevolking betaalt een hoge prijs. Vervanging van benzine door ethanol leidt tot een toename van 30 procent in de atmosferische concentratie van ultrafijne deeltjes met een diameter van minder dan 50 nanometer.

Het fenomeen werd ontdekt in de stad São Paulo, Brazilië, in een studie ondersteund door de São Paulo Reserch Foundation (FAPESP) en gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

"Deze vervuilende nanodeeltjes zijn zo klein dat ze zich gedragen als gasmoleculen. Bij inademing ze kunnen de defensieve barrières van het ademhalingssysteem binnendringen en de longblaasjes bereiken, zodat potentieel giftige stoffen in de bloedbaan terechtkomen en de incidentie van ademhalings- en cardiovasculaire problemen kunnen verhogen, " zei professor Paulo Artaxo van het Physics Institute (IF-USP) van de Universiteit van São Paulo en co-auteur van de studie.

Hij zegt dat tussen 75 en 80 procent van de massa van nanodeeltjes die in dit onderzoek wordt gemeten, overeenkomt met organische verbindingen die worden uitgestoten door motorvoertuigen. Niveaus van ultrafijnstof in de atmosfeer worden nergens ter wereld gecontroleerd of gereguleerd door milieu-instanties, zegt Artaxo.

"Wat deze verbindingen zijn, precies, en hoe ze de gezondheid beïnvloeden, zijn vragen die verder onderzoek vereisen." De São Paulo State Environmental Corporation (CETESB), bijvoorbeeld, controleert routinematig alleen vaste deeltjes met een diameter van 10, 000 nm (PM10) en 2, 500nm (PM2.5), evenals andere gasvormige verontreinigende stoffen zoals ozon (O3), koolmonoxide (CO) en stikstofdioxide (NO2).

Niettemin, hij legt uit dat er in de Verenigde Staten en Europa een consensus aan het ontstaan ​​is op basis van recent onderzoek waaruit blijkt dat deze emissies een potentieel gevaar voor de gezondheid vormen en gereguleerd moeten worden. Verschillende Amerikaanse staten, zoals Californië, wetten hebben die een mengsel van 20 procent-30 procent ethanol in benzine vereisen, waardoor ook de uitstoot van ultrafijnstof wordt verminderd.

De gegevensverzameling vond plaats van januari tot mei 2011 en de analyses vonden eerder plaats, tijdens en na een sterke fluctuatie van de ethanolprijzen - als gevolg van macro-economische factoren zoals de internationale prijs van suiker (Braziliaanse ethanol wordt gemaakt van suikerriet) - waardoor consumenten in São Paulo City overstappen op motorbrandstof.

Hoewel er geen significante veranderingen werden gedetecteerd in de niveaus van inhaleerbaar fijnstof (PM2,5 en PM10), de studie bleek in een echte, dagelijkse situatie dat de keuze voor ethanol de uitstoot van ultrafijnstof vermindert. Daten, dit fenomeen was alleen in het laboratorium waargenomen. "Deze resultaten versterken de noodzaak van overheidsbeleid om het gebruik van biobrandstoffen aan te moedigen, omdat ze duidelijk laten zien dat het publiek aan gezondheid verliest wat ze besparen aan de pomp als ze voor benzine kiezen, ' zei Artaxo.

Volgens Artaxo, het onderzoek omvatte innovatieve benaderingen, zodat het onderzoek zich kon concentreren op bekende aerosolen die al een wisselwerking hadden gehad met andere stoffen in de atmosfeer. Dus, de verzameling werd uitgevoerd op een locatie die relatief ver verwijderd was van de hoofdwegen - de top van een 10 verdiepingen tellend gebouw van IF-USP in het westelijke deel van São Paulo. "De vervuiling die we elke dag thuis of op het werk inademen, komt niet uit de uitlaatpijpen van voertuigen, maar deeltjes die al in de atmosfeer zijn verwerkt", legde hij uit.

Het onderzoek maakte gebruik van data-analysetechnieken die zijn aangepast aan een model dat is ontwikkeld door de Braziliaanse econoom Alberto Salvo, eerste auteur van het artikel. De methode integreert minutieus een groot aantal variabelen. "We hebben een geavanceerd statistisch model aangepast dat oorspronkelijk was ontwikkeld voor economische analyse en hier voor het eerst werd gebruikt om de chemie van atmosferische nanodeeltjes te analyseren, "Zei Artaxo. "De belangrijkste kracht van deze tool is dat het ons in staat stelt om met al deze variabelen te werken, zoals de aan- of afwezigheid van regen, windrichting, verkeersintensiteit, en ozonniveaus, koolmonoxide, en andere verontreinigende stoffen."

Perspectieven op lage koolstofemissies

In Sao Paulo, een stad met 7 miljoen motorvoertuigen en de grootste stedelijke vloot van auto's met flexibele brandstof, het zou haalbaar zijn om alle bussen op biobrandstof te laten rijden. "We hebben de technologie hiervoor in Brazilië - en tegen een concurrerende prijs, " hij zei.

Het feit dat de busvloot van de stad nog steeds afhankelijk is van diesel, Artaxo waarschuwde, leidt tot een nog groter gevaar voor de gezondheid:de uitstoot van zwarte koolstof, een van de belangrijkste componenten van roet en een vervuilende stof die bijdraagt ​​aan de opwarming van de aarde. Naast de opwekking van elektriciteit, de transportsector is de grootste uitstoter van verontreinigende stoffen die worden geproduceerd door de verbranding van fossiele brandstoffen.

Voor Artaxo, prikkels voor elektrische, hybride of biobrandstofvoertuigen zijn van vitaal belang om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. "Door het stimuleren van biobrandstoffen, we kunnen meerdere problemen tegelijk oplossen, " zei hij. "We kunnen klimaatverandering bestrijden, schade aan de gezondheid te verminderen en vooruitgang in autotechnologie te bevorderen door autofabrikanten een stimulans te geven om zuinigere en efficiëntere auto's op ethanol te ontwikkelen."