Al meer dan 15 jaar, de Chinese regering heeft miljarden dollars geïnvesteerd om de dodelijke luchtvervuiling op te ruimen, intensief gericht op het verminderen van de uitstoot van zwaveldioxide door kolencentrales.

Deze inspanningen zijn erin geslaagd de uitstoot van zwaveldioxide te verminderen, maar extreme vervuilingsgebeurtenissen komen nog steeds regelmatig voor in de winter en experts schatten dat in China jaarlijks meer dan 1 miljoen mensen sterven door luchtverontreiniging door deeltjes.

Nieuw onderzoek van Harvard kan verklaren waarom. Het laat zien dat het verminderen van de uitstoot van formaldehyde in plaats van zwaveldioxide een sleutel tot het verminderen van extreme luchtvervuiling in de winter kan zijn.

Het onderzoek is gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven .

"We laten zien dat beleid dat gericht is op het verminderen van formaldehyde-emissies veel effectiever kan zijn in het verminderen van extreme winternevel dan beleid gericht op het verminderen van alleen zwaveldioxide, " zei Jonathan M. Moch, een afgestudeerde student aan de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) en eerste auteur van het artikel. "Ons onderzoek wijst op manieren om luchtvervuiling sneller op te ruimen. Het kan miljoenen levens helpen redden en miljarden dollars aan investeringen in vermindering van luchtvervuiling leiden."

Moch is ook een filiaal van Harvard's Department of Earth and Planetary Sciences.

Dit onderzoek was een samenwerking tussen Harvard University, Tsinghua universiteit, en het Harbin Instituut voor Technologie.

Metingen in Peking van dagen met bijzonder hoge fijnstofvervuiling, bekend als PM2.5, hebben een grote verbetering van zwavelverbindingen aangetoond, die typisch zijn geïnterpreteerd als sulfaat. Op basis van deze metingen, de Chinese overheid heeft zich gericht op het verminderen van zwaveldioxide (SO ₂ ), de bron van sulfaat, als middel om luchtvervuiling te verminderen. Als resultaat van deze inspanningen, DUS ₂ boven Oost-China is sinds 2005 aanzienlijk afgenomen. Het probleem is dat fijnstofvervuiling heeft niet hetzelfde pad gevolgd.

Moch werkte samen met SEAS-afgestudeerde student Eleni Dovrou en Frank Keutsch, Stonington hoogleraar engineering en atmosferische wetenschappen en hoogleraar scheikunde en chemische biologie. Ze ontdekten dat de instrumenten die worden gebruikt om neveldeeltjes te analyseren, zwavelverbindingen gemakkelijk verkeerd kunnen interpreteren als sulfaat als ze dat wel zijn, in feite, een molecuul genaamd hydroxymethaansulfonaat (HMS). HMS wordt gevormd door de reactie van SO ₂ met formaldehyde in wolken of mistdruppels.

Met behulp van een computersimulatie, de onderzoekers toonden aan dat HMS-moleculen een groot deel van de zwavelverbindingen kunnen vormen die worden waargenomen in PM2.5 in winternevel, wat zou helpen bij het verklaren van het voortbestaan ​​van extreme luchtverontreinigingsgebeurtenissen ondanks de vermindering van SO ₂ .

"Door deze over het hoofd geziene chemie op te nemen in luchtkwaliteitsmodellen, we kunnen verklaren waarom het aantal extreem vervuilde winterdagen in Peking tussen 2013 en januari 2017 niet is verbeterd, ondanks het grote succes bij het verminderen van zwaveldioxide, " zei Moch. "Het zwavel-formaldehyde-mechanisme kan ook verklaren waarom het beleid de afgelopen winter plotseling de extreme vervuiling leek te verminderen. Gedurende die winter, aanzienlijke beperkingen op SO ₂ emissies brachten de concentraties voor het eerst onder het niveau van formaldehyde, en maakte SO ₂ de beperkende factor voor de HMS-productie."

De belangrijkste bronnen van formaldehyde-emissies in het oosten van China zijn voertuigen en grote industriële faciliteiten zoals chemische en olieraffinaderijen. De onderzoekers bevelen aan dat beleidsmakers hun inspanningen richten op het verminderen van de uitstoot van deze bronnen om extreme nevel in de regio van Peking te verminderen.

Volgende, het team wil HMS in de nevel van Peking direct meten en kwantificeren met behulp van aangepaste observatiesystemen. Het team zal ook de zwavel-formaldehyde-chemie implementeren in een atmosferisch chemiemodel om het potentiële belang te kwantificeren van de zwavel-formaldehyde-chemie die HMS in heel China creëert.

"Ons werk suggereert een sleutelrol voor deze over het hoofd geziene chemische route tijdens afleveringen van extreme vervuiling in Beijing, " zei Loretta J. Mickley, Senior onderzoeker in SEAS.