Naarmate de luchtkwaliteit verbetert, de onzichtbare chemie die in de lucht om ons heen gebeurt, is aan het veranderen. De lucht zou moeten opklaren als de uitstoot daalt, maar recente resultaten suggereerden dat afnemende stikstofoxiden een omgeving kunnen creëren waarin koolstofhoudende verbindingen in de lucht gemakkelijker worden omgezet in kleine deeltjes die schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid.

Regelgevers kunnen nu gemakkelijker ademen. Een door de Universiteit van Washington geleid onderzoek, gepubliceerd in maart in de Proceedings van de National Academy of Sciences , geeft een vollediger beeld van de relatie tussen stikstofoxiden - de door de uitlaat gegenereerde deeltjes in het centrum van het Volkswagen-schandaal, ook bekend als NOx, —en PM2.5, de microscopisch kleine deeltjes die zich in de longen kunnen nestelen.

Resultaten laten zien dat afnemende NOx als gevolg van strengere normen uiteindelijk leidt tot schonere lucht - het kan alleen langer duren.

Een belangrijke bevinding is hoe de concentratie van NOx de vorming van PM2,5 beïnvloedt, gevonden in smog, door de chemie te veranderen van de koolwaterstofdampen die transformeren in deeltjes met een diameter van minder dan 2,5 micron, of ongeveer 3 procent van de breedte van een mensenhaar.

"We ontdekten dat er twee verschillende regimes van PM2.5-vorming zijn, " zei eerste auteur Joel Thornton, een UW hoogleraar atmosferische wetenschappen. "Een waarbij het toevoegen van NOx PM2.5 verbetert, en een waarbij het toevoegen van NOx PM2,5 onderdrukt."

De bevindingen kunnen helpen verklaren waarom de luchtkwaliteit de afgelopen jaren in sommige delen van Noord-Amerika lijkt te zijn gestagneerd, zelfs als de uitstoot van alle soorten is gedaald. Regelgevers maken zich zorgen omdat luchtvervuiling een belangrijk gevaar voor de menselijke gezondheid is, vooral onder kinderen, ouderen en mensen met ademhalings- of hartproblemen.

Ambtenaren wisten dat ze langzame vooruitgang konden verwachten bij het verminderen van ozon, een ander bestanddeel van smog, vanwege een enigszins vergelijkbare rol die NOx speelt bij de vorming van ozon. Maar de recente zorg was dat de PM2,5-concentraties anders zouden kunnen zijn, en zou alleen maar blijven stijgen met afnemende NOx-emissies.

"We zeggen eigenlijk:'Wacht even, maak je geen zorgen. Dingen lijken misschien erger te worden, in sommige plaatsen, maar over het algemeen zouden ze beter moeten worden, ' zei Thornton.

De ontdekking van deze complexe relatie zou atmosferische wetenschappers ook kunnen helpen voorspellen hoe de lucht zal veranderen naarmate de emissies verder dalen.

Koolwaterstofdampen - op koolstof gebaseerde verbindingen uit natuurlijke bronnen of fossiele brandstoffen - worden niet gemakkelijk omgezet in PM2,5. Alleen door een reeks chemische reacties in de lucht waarbij vrije radicalen betrokken zijn, die worden geproduceerd door zonlicht en worden gemoduleerd door NOx, zijn koolwaterstofdampen die worden omgezet in deeltjes.

Het onderzoek combineert observaties van een veldcampagne uit 2013 die emissiepluimen in de lucht boven Zuidoost-Amerikaanse steden heeft gemeten, evenals experimenten die zijn uitgevoerd in het Pacific Northwest National Laboratory.

Het gemak waarmee koolwaterstoffen worden omgezet in PM2,5 verschuift met de beschikbaarheid van de verschillende ingrediënten, en de reactiesnelheden veranderen ook. Beide moeten worden overwogen om het effect op regionale PM2,5 te begrijpen, blijkt uit de nieuwe studie. Hoewel het proces van PM2.5-vorming uit koolwaterstoffen gemakkelijker wordt naarmate NOx daalt, de chemische reacties vertragen. Samen betekenen de twee effecten dat, eventueel, dalingen in stikstofoxiden zullen leiden tot dalingen in PM2,5.

"Je zou in een regime kunnen zitten waar het erger wordt, maar als je er voorbij gaat, het wordt beter, Thornton zei. In de meeste stedelijke gebieden in de V.S. de NOx-niveaus zijn zo laag dat we dit punt al voorbij zijn."

Eerder onderzoek van Thornton's groep heeft aangetoond waarom luchtvervuiling in de winter beter bestand is tegen emissieregelgeving dan smog in de zomer:omdat verschillende temperaturen seizoensomstandigheden bieden die de chemie op verschillende paden sturen.