Als een van de eerste epicentra van deze ziekte, China heeft de meest efficiënte preventiemaatregelen aangekondigd om de verspreiding van COVID-19 te vertragen door de verplaatsing van bevolkingsgroepen in het hele land na het Chinese Nieuwjaar 2020 te beperken, die enorme economische verliezen veroorzaakten en ook een aanzienlijke vermindering van de uitstoot van luchtverontreinigende stoffen door voertuigen en fabrieken. Verrassend genoeg, ondanks zulke grote dalingen van de primaire vervuiling, de luchtkwaliteit in China was niet zo schoon als verwacht. Zware meerdaagse nevelvervuiling bedekte Noord- en Oost-China nog steeds meerdere keren, vragen opwerpen over de gevestigde relatie tussen menselijke activiteiten en luchtkwaliteit, en zelfs de inspanningen van China op het gebied van de beheersing van luchtverontreiniging die de afgelopen jaren op grote schaal zijn uitgevoerd.

Als we ons concentreren op dit luchtvervuilingsprobleem, een punt van zorg voor zowel het publiek als de beleidsmakers, de studie—gepubliceerd in het tijdschrift Nationale wetenschappelijke recensie (18 juni) - onthult dat een scherpe emissiereductie in transport meer secundaire vorming van deeltjes veroorzaakte door een verbeterde atmosferische oxidatiecapaciteit in Oost-China, die de inspanning van primaire emissiereductie compenseerden.

Deze studie integreerde meerdere observationele datasets, inclusief monitoringnetwerken voor de luchtkwaliteit, chemische samenstellingsmetingen, en satellietopvragingen, samen met actuele emissieschattingen en tientallen numerieke simulatie-experimenten, om de niet-lineaire reactie van luchtvervuiling op emissiereducties tijdens de COVID-19-lockdown uitgebreid te analyseren.

Dynamische economische en industriële statistieken in de eerste twee maanden van 2020 werden verzameld om de emissiereducties als gevolg van COVID-19-lockdown te schatten. De thermische elektriciteitsproductie van januari tot februari was 8,9% lager dan in 2019, terwijl de cementproductie in de eerste twee maanden 29,5% lager was dan in 2019. Ter vergelijking:vervoer over de weg was tijdens de afsluiting van een klif gevallen, met een daling van het landelijke verkeersvolume van 70%.

Een dergelijke grote daling van de antropogene emissies leidde tot een aanzienlijk verminderde primaire vervuiling in de atmosfeer, met name stikstofmonoxide (NOx) uitgestoten door voertuigen. De niet-lineaire reactie van ozon, een belangrijk atmosferisch oxidatiemiddel, tot NOx verhoogde de atmosferische oxidatiecapaciteit en versnelde vervolgens de chemische productie van secundaire deeltjes. Onder ongunstige meteorologische omstandigheden, snellere oxidatie compenseerde de emissiereductie en gaf zo aanleiding tot nog steeds ernstige nevelvervuiling in het oosten van China. Bevindingen laten ook zien dat een synchrone controle van vluchtige organische stoffen (VOS) kan dienen als een effectieve manier om verslechterende nevelvervuiling te overwinnen met NOx-reductie.

De studie toont direct en consistent 'observatie'- en modelleringsbewijs over de niet-lineaire relatie tussen emissiereducties en secundaire vervuiling door nevel in de echte wereld. Het unieke natuurlijke experiment van dramatische emissiereducties tijdens de COVID-19-lockdown in China geeft aan dat de willekeurige verminderingen van NOx en andere luchtverontreinigende emissies hebben geleid tot een aanzienlijke toename van ozon, wat op zijn beurt de atmosferische oxidatiecapaciteit verhoogde en de vorming van secundaire deeltjes versterkte.

In China, winternevel en ozonvervuiling in de zomer zijn de twee grootste uitdagingen voor de luchtkwaliteit, maar met een ander en gescheiden controlebeleid. Emissieregelgeving die sinds 2013 is opgelegd, heeft met succes de vervuiling van nevel in het oosten van China verminderd, terwijl de studie suggereert dat het voordeel van voorgestelde verdere verminderingen van primaire emissies zou kunnen worden gecompenseerd door een verbeterde secundaire vorming van deeltjes. Een niet-lineair omslagpunt van de NOx-chemie kan meer uitdagingen met zich meebrengen voor de vermindering van de waas in China dan verwacht. Alleen met gecoördineerde en collaboratieve controle op verschillende primaire emissies kan China nevelvermindering op lange termijn bereiken.