동부 미국의 겨울철 공기가 왜 아직도 더러운 지 이유

동부 미국의 겨울철 공기가 왜 아직도 더러운 지 이유

1 년 내내 발전소 및 차량의 전반적인 유해 배출물 수준이 낮아 졌음에도 불구하고 미국 동부의 대기 오염은 여전히 ​​높습니다. 새로운 연구가 이유를 설명합니다.

여름은 천식, 폐암 및 다른 질병을 일으키는 연무 함유 입자에 대한 포스터 아동으로 사용되었다고 연구자들은 말한다.

"과거 10 년 동안, 여름 대기 오염 수준은 급격히 감소했지만 겨울 대기 오염 수준은 감소하지 않았습니다. 여름철의 대기 질은 현재 미국 동부의 겨울철과 거의 동일합니다. "라고 Washington 대학의 대기 과학 박사 학위 소지자 인 Viral Shah가 말했다. "우리는 배출 감소에 대한 대응으로 계절적 차이를 설명하는 화학 공정을 정확하게 지적했다."

이 연구는 과학 국립 아카데미의 절차, 입자가 겨울에 다른 경로를 따름을 보여줍니다.

스모그 풍미

결과는 2015 겨울철 수송, 방출 및 반응 (WINTER) 캠페인 조사에서 수집 된 관측 자료를 분석 한 결과입니다. 이러한 노력의 일환으로 뉴욕시, 볼티모어, 신시내티, 콜럼버스, 피츠버그, 워싱턴 DC 및 오하이오 리버 밸리의 석탄 화력 발전소를 통해 겨울철에 6 주 동안 공해가 발생했습니다.

"우리는 지금 겨울의 대기 질을 향상시키는 최선의 전략이 무엇인지를 보는 더 좋은 도구를 가지고 있습니다 ..."

스모그를 형성하는 입자는 다른 맛으로 나옵니다. 중요한 것은 석탄 화력 발전소에서 주로 방출되는 이산화황에서 나오는 황산염과 NOx라고 통칭하는 질소 산화물에서 생성 된 질산염입니다. 대기 질 규정은 68과 2007 사이의 2015 퍼센트와 그 시간 동안 NOx의 약 3 분의 1로 미국의 이산화황을 낮추었다.

여름철의 미립자 수준 - 두 가지 맛의 산화물이 질산화물과 황산염의 패킷으로 뭉쳐 져서 아름다운 일몰을 만들어 주지만 사람의 건강을 해칠 때 - 미국 동부에서는 약 3 분의 1 정도가 떨어졌습니다. 그러나 미립자의 겨울 농도는 명확하지 않은 이유로 절반으로 줄었습니다.


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"대기 오염의 근원을 이해하기 위해 우리가 사용하는 대기 질 모델은 여름에 꽤 잘 수행되지만, 겨울에는 몇 가지 문제가 있습니다. 이 연구에 앞서, 겨울에는 관찰 된 미립자 구성을 재현 할 수 없었습니다. "라고이 신문의 두 번째 저자이자 공동 선임 연구원 인 Lyatt Jaeglé는 말합니다.

"우리는 현재 미국 동부 및 유럽 및 아시아와 같은 다른 지역의 지역 규모에서 겨울철 대기 질을 개선하기위한 최선의 전략이 무엇인지 살펴 보는 더 좋은 도구를 가지고 있습니다."

겨울 공기 화학

여름에는 배출 된 NOx와 이산화황 중 일부가 기상에 머물러 햇빛에 의해 가라 앉거나 육지에 퇴적되며 나머지는 질산염과 황산염의 형태로 미립자를 형성합니다. 주성분이 떨어지면 미립자 수준도 감소합니다.

그러나 새로운 분석은 겨울 공기의 화학이 더 복잡한 경로를 따른다는 것을 보여줍니다. 햇빛이 적고 온도가 낮을수록 더 많은 화학 작용이 액상, 기존 미립자 또는 액체 및 얼음 구름의 표면에서 일어납니다. 이 단계에서는 주요 성분이 떨어지면서 더 많은 산화제를 사용할 수 있기 때문에 이산화황을 황산염으로 전환시키는 효율이 높아진다. 그리고 황산염이 내려감에 따라 미립자는 산성이 적어 질수록 NOx가 질산염으로 쉽게 전환됩니다.

따라서 대기 질 규제로 인해 두 가지 유형의 1 차 배출물이 모두 감소되었지만 인체 건강에 해를 끼치는 미립자의 총량은 더 천천히 감소했습니다.

"감축이 효과가 없다는 것은 아닙니다. 감소가 취소 효과를 갖고 취소 효과가 강점을 지니고 있다는 것입니다. "라고 하버드 대학의 박사후 연구원 인 Shah는 말합니다. "우리는 더 감축해야한다. 감축 효과가 취소 효과보다 커지면 겨울은 여름보다 더 많이 행동하기 시작합니다. "

공기의 질은 어떻게 변할 것인가?

이 연구는 배출량 감소가 현재 예측치를 초과하지 않는 한 겨울의 대기 질은 2023 이상이 될 때까지 점차적으로 개선 될 것이라고 예측합니다. 이 속도로 보면 겨울 오염이 더 빨리 감소하기 시작하면 배출량이 도달하기까지 몇 년이 걸릴 것입니다.

"이 논문은 1 차 오염 물질을 미립자 물질로 전환시키는 대기 화학의 이해가 배출 감소가 달성 할 것으로 기대되는 것에 대한 우리의 기대치를 교정하는 데 중요하며, 따라서 미래 배출 감소를 최적화하여 어떻게 ' '미립자 물질 농도를 줄이는 측면에서 보면, "필드 캠페인의 수석 조사관이었던 제 3 저자 조엘 손튼 (Joel Thornton)은 말한다.

이 연구 결과는 미국 동부 및 기타 추운 기후에서 겨울의 대기 질을 향상시키기 위해서는 황 및 질소 산화물의 배출량을 더 많이 감축해야한다고 제안했다.

"이 연구는 황산염과 질산염과 같은 대기 오염 물질을 줄이기위한 배출 제어가 왜 겨울 동부 미국에서 예상대로 성공적이지 않았는지를 설명하는 데 도움이됩니다."라고 국립 과학 재단 대기 오염 분과 (Department of Atmospheric)의 프로그램 디렉터 인 Sylvia Edgerton은 말한다. Geospace Sciences는 연구 자금을 지원했다.

"겨울 필드 캠페인은 독특한 겨울 관찰 세트를 제작했습니다. 그들은 겨울철 화학 피드백이 방출 감소로 인한 대기 오염 감소를 막을 수 있음을 보여줍니다. "

추가 공동 저자는 University of Washington에서 왔습니다. Georgia Tech; 콜로라도 대학 볼더; 콜로라도 주립 대학교; 노스 캐롤라이나 A & T 주립대 학교; 볼더의 국립 대기 연구 센터; 볼더의 국립 해양 대기 청. NASA와 국립 해양 대기 청의 현물 지원을 받아 국립 과학 재단이이 작업에 자금을 지원했습니다.

출처: 워싱턴 대학

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