science >> Wetenschap >  >> Natuur

Snelgroeiende delen van Afrika zien een verrassing:minder luchtvervuiling door seizoensbranden

Opzettelijk gestichte branden zijn een belangrijke bron van luchtvervuiling in Afrika, maar ze nemen in ten minste een deel van het continent af. Hier, een Keniaanse boer bedwingt een brand. Krediet:Kyu Lee/Earth Institute, Universiteit van Columbia

Vaak, wanneer bevolkingen en economieën floreren, dat geldt ook voor luchtvervuiling - een product van een verhoogd verbruik van fossiele brandstoffen door voertuigen, industrie en huishoudens. Dit is het geval geweest in een groot deel van Afrika, waar luchtvervuiling onlangs aids overtrof als de belangrijkste oorzaak van vroegtijdige sterfte. Maar onderzoekers hebben in ieder geval een tijdelijk lichtpuntje ontdekt:gevaarlijke stikstofoxiden, bijproducten van verbranding, over het noordelijke equatoriale deel van het continent afnemen. De reden:een afname van de oude praktijk van het instellen van branden in het droge seizoen om land te beheren.

De studie, samen met eerder onderzoek, koppelt de achteruitgang aan de toenemende bevolkingsdichtheid, samen met omschakelingen van het hoeden van dieren naar landbouw met rijgewassen en andere bezigheden. Verschuivende weerpatronen lijken ook een rol te hebben gespeeld. Het onderzoek is deze week gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

Mensen in veel delen van Afrika hebben tijdens droge seizoenen al lang branden gesticht om land vrij te maken en minerale voedingsstoffen die in de vegetatie worden vastgehouden terug in de bodem te brengen - zozeer zelfs dat in vele jaren, het continent herbergt ongeveer 70 procent van de wereldwijde verbrande gebieden. De praktijk komt vooral voor in Noord-Equatoriaal Afrika, verspreid over ongeveer 15 landen, van Senegal en Ivoorkust in het westen, naar Zuid-Soedan, Oeganda en Kenia in het oosten. Hier, veel mensen leven als nomadische herders te midden van uitgestrekte savanne en graslanden, en ze stichtten traditioneel branden tijdens het droge seizoen van november-februari.

Echter, de laatste jaren een gestage bevolkingsgroei, en de omzetting van savanne in dorpen en percelen voor gewassen, samen met inkomensgroei. Dus, zeggen de onderzoekers, minder mensen stichtten branden, om de infrastructuur en het levensonderhoud te beschermen. Als resultaat, van 2005 tot 2017, de regio zag een algehele afname van 4,5 procent van de concentraties van stikstofoxiden in de lagere atmosfeer (afgekort als NO x ) tijdens het droge seizoen - de tijd waarin branden normaal gesproken samengaan met stedelijke vervuiling, waardoor dit de slechtste tijd van het jaar is voor de luchtkwaliteit. De nee x de daling is zo sterk geweest dat het een verdubbeling van de uitstoot door het gebruik van fossiele brandstoffen in voertuigen meer dan heeft gecompenseerd, fabrieken en andere bronnen die voornamelijk uit stedelijke gebieden komen.

Eerder onderzoek heeft ook een deel van de daling toegeschreven aan tijdelijke cyclische veranderingen in wind uit de Indische Oceaan. In sommige jaren, door deze verschuivingen zijn de droge seizoenen wat natter geworden, het dempen van branden, of zorgde ervoor dat regenseizoenen wat droger werden, het verminderen van de hoeveelheid nieuwe vegetatie die vervolgens als brandstof kan dienen. Maar de menselijke factor is stabiel gebleven.

Een donkerblauwe band die Noord-equatoriaal Afrika overspant, laat zien waar de dichtheid van vervuilende stikstofoxiden in de lucht in november-februari is afgenomen. (Lichtere blauwe gebieden in het zuiden vertonen minder dalingen, maar deze zijn meer te wijten aan de uitfasering van kolencentrales.) Gele en rode gebieden tonen een toename van stikstofoxiden. Credit:aangepast van Hickman et al., PNAS 2021

"Het is leuk om een ​​daling te zien optreden terwijl je zou verwachten dat de vervuiling toeneemt, " zei de hoofdauteur van de studie, Jonathan Hickman, een onderzoeker bij het NASA Goddard Institute for Space Studies, een filiaal van het Earth Institute van Columbia University. De keerzijde, zegt Hickman:De totale NOx-vervuiling is tijdens het regenseizoen blijven toenemen, wanneer branden geen rol spelen. "In het regenseizoen zien we een directe stijging in verband met economische groei, " hij zei.

De dichtheid van NO x verbindingen wordt door veel wetenschappers beschouwd als een maatstaf voor de algehele luchtkwaliteit. Ze zijn direct gekoppeld aan astma en vroegtijdig overlijden, en eenmaal in de lucht, ze zijn betrokken bij chemische reacties die een reeks andere gevaarlijke verontreinigende stoffen produceren, met inbegrip van laag niveau ozon en aerosolen die zowel de gewassen als de menselijke gezondheid kunnen schaden.

Satellietgegevens hebben onderzoekers in staat gesteld NO . te meten x in de lucht na verloop van tijd, en de auteurs van de nieuwe studie profiteerden hiervan. Ze gebruikten ook satellietbeelden om trends in verbrand land te documenteren. Door beide reeksen waarnemingen te combineren, ze ontdekten dat ze nauw met elkaar verbonden waren. Verder, economische en demografische gegevens toonden aan dat dalingen in NO x overeenkomende gebieden waar de bevolkingsdichtheid en de economische activiteit zijn toegenomen.

Dat gezegd hebbende, Hickman zegt dat naarmate de bevolking blijft groeien en verstedelijken, steeds meer mensen zullen vrijwel zeker worden blootgesteld aan geconcentreerde stedelijke vervuiling, en dit zou de voordelen van verminderde branden teniet kunnen doen. "De prognoses in dit opzicht zijn niet optimistisch, " zegt hij. Hoewel er inspanningen worden geleverd om de monitoring van de stedelijke luchtkwaliteit uit te breiden, de meeste Afrikaanse steden meten momenteel niet eens luchtvervuiling, veel minder doen veel om het te beteugelen.

historisch, economische hoogconjunctuur elders hebben geleid tot soortgelijke ongebreidelde problemen, meestal gevolgd door een buigpunt, waar regeringen eindelijk de zaken in toom houden. De Great Smog van Londen in 1952, die zo'n 10 doden, 000 mensen, werd gevolgd door enkele van 's werelds eerste normen voor schone lucht. Na de Tweede Wereldoorlog, bloeiende Amerikaanse industrieën gooiden vrijwel ongecontroleerd verontreinigende stoffen in de lucht, totdat de EPA in 1970 werd opgericht. In het begin van de 21e eeuw China was de luchtvervuilingshoofdstad van de wereld, totdat hervormingen in 2013 het probleem begonnen te verlichten. Samen met Afrika, India ondergaat nu een enorme uitstoot, met weinig regels.

"Hopelijk, dit ene seizoensgebonden lichtpuntje geeft Afrikaanse landen een kleine kans om de fouten van andere landen te vermijden, ' zei Hickman.