De niveaus van twee belangrijke luchtverontreinigende stoffen zijn drastisch verlaagd sinds de lockdowns begonnen als reactie op de COVID-19-pandemie, maar een secundaire verontreinigende stof - ozon op leefniveau - is toegenomen in China, volgens nieuw onderzoek.

Twee nieuwe onderzoeken in het tijdschrift van AGU Geofysische onderzoeksbrieven vind stikstofdioxidevervuiling boven Noord-China, West-Europa en de VS daalden begin 2020 met maar liefst 60 procent in vergelijking met dezelfde tijd vorig jaar. Stikstofdioxide is een zeer reactief gas dat vrijkomt bij verbranding en dat veel schadelijke effecten heeft op de longen. Het gas komt meestal in de atmosfeer via emissies van voertuigen, elektriciteitscentrales en industriële activiteiten.

Naast stikstofdioxide, een van de nieuwe onderzoeken stelt vast dat de vervuiling door fijnstof (deeltjes kleiner dan 2,5 micron) in het noorden van China met 35 procent is afgenomen. Fijnstof bestaat uit vaste deeltjes en vloeistofdruppels die klein genoeg zijn om diep in de longen door te dringen en schade aan te richten.

De twee nieuwe artikelen maken deel uit van een doorlopende speciale collectie van onderzoek in AGU-tijdschriften met betrekking tot de huidige pandemie.

Een dergelijke significante daling van de emissies is ongekend sinds het begin van de monitoring van de luchtkwaliteit door satellieten in de jaren negentig, zei Jenny Stavrakou, een atmosferische wetenschapper aan het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aëronomie in Brussel en co-auteur van een van de papers. De enige andere vergelijkbare evenementen zijn kortetermijnreducties in China's uitstoot als gevolg van strikte voorschriften tijdens evenementen zoals de Olympische Spelen van 2008 in Peking.

De verbeteringen in de luchtkwaliteit zullen waarschijnlijk tijdelijk zijn, maar de bevindingen geven wetenschappers een glimp van hoe de luchtkwaliteit er in de toekomst uit zou kunnen zien als de emissieregelgeving strenger wordt, volgens de onderzoekers.

"Misschien kan dit onbedoelde experiment worden gebruikt om de emissievoorschriften beter te begrijpen, " zei Stavrakou. "Het is positief nieuws in een zeer tragische situatie."

Echter, de daling van de vervuiling door stikstofdioxide heeft geleid tot een toename van het ozongehalte aan het oppervlak in China, volgens een van de nieuwe onderzoeken. Ozon is een secundaire verontreinigende stof die wordt gevormd wanneer zonlicht en hoge temperaturen chemische reacties in de lagere atmosfeer katalyseren. Ozon is schadelijk voor de mens op grondniveau, long- en hartaandoeningen veroorzaken.

In sterk vervuilde gebieden, vooral in de winter, oppervlakte-ozon kan worden vernietigd door stikstofoxiden, dus ozonniveaus kunnen stijgen wanneer de vervuiling door stikstofdioxide afneemt. Als resultaat, hoewel de luchtkwaliteit in veel regio's aanzienlijk is verbeterd, oppervlakte-ozon kan nog steeds een probleem vormen, volgens Guy Brasseur, een atmosferische wetenschapper aan het Max Planck Instituut voor Meteorologie in Hamburg, Duitsland, en hoofdauteur van een van de nieuwe studies.

"Het betekent dat door alleen de [stikstofdioxide] en de deeltjes te verminderen, je lost het ozonprobleem niet op, ' zei Brasseur.

Wereldwijde emissies

Stavrakou en haar collega's gebruikten satellietmetingen van de luchtkwaliteit om de veranderingen in de stikstofdioxidevervuiling in de belangrijkste epicentra van de uitbraak te schatten:China, Zuid-Korea, Italië, Spanje, Frankrijk, Duitsland, Iran en de Verenigde Staten.

Ze ontdekten dat de vervuiling door stikstofdioxide met gemiddeld 40 procent is afgenomen in Chinese steden en met 20 tot 38 procent in West-Europa en de Verenigde Staten tijdens de afsluiting van 2020, in vergelijking met dezelfde tijd in 2019.

Echter, de studie wees uit dat de vervuiling door stikstofdioxide niet afnam boven Iran, een van de vroegste en zwaarst getroffen landen. De auteurs vermoeden dat dit komt omdat er pas eind maart en daarvoor volledige lockdowns waren, thuisbestellingen werden grotendeels genegeerd. De auteurs zagen wel een daling in de uitstoot tijdens de Iraanse nieuwjaarsvakantie na 20 maart, maar deze dip wordt elk jaar tijdens de viering waargenomen.

Luchtkwaliteit in China

In de tweede studie werd gekeken naar veranderingen in de luchtkwaliteit in Noord-China, waar het virus voor het eerst werd gemeld en waar de lockdowns het strengst waren.

Brasseur analyseerde niveaus van stikstofdioxide en verschillende andere soorten luchtvervuiling gemeten door 800 meetstations voor luchtkwaliteit op grondniveau in het noorden van China.

Brasseur en zijn collega ontdekten dat de fijnstofvervuiling met gemiddeld 35 procent is afgenomen en stikstofdioxide met gemiddeld 60 procent nadat de lockdowns op 23 januari begonnen.

Echter, ze ontdekten dat de gemiddelde ozonconcentratie aan het oppervlak in dezelfde periode met een factor 1,5-2 toenam. Op grondniveau, ozonvormen uit complexe reacties waarbij stikstofdioxide en vluchtige organische stoffen (VOS) betrokken zijn, gassen die worden uitgestoten door een verscheidenheid aan huishoudelijke en industriële producten, maar ozonniveaus kunnen ook worden beïnvloed door weersomstandigheden en andere factoren.