Una tipica calda giornata estiva sul lago Kunming nel nord-ovest di Pechino (1 luglio 2018). Il cielo sarebbe blu se non fosse per l'inquinamento atmosferico regionale che rende il cielo grigio. Credito:Owen R. Cooper/CIRES e NOAA
In Cina, le persone respirano aria densa di ozono inquinante dannoso per i polmoni da due a sei volte più spesso delle persone negli Stati Uniti, Europa, Giappone, o Corea del Sud, secondo una nuova valutazione. In base a una metrica - numero totale di giorni con valori medi giornalieri massimi di ozono (media su 8 ore) superiori a 70 ppb - la Cina ha avuto il doppio dei giorni di alta ozono rispetto al Giappone e alla Corea del Sud, tre volte più degli Stati Uniti, e sei volte più dell'Europa.
"Troviamo che nelle regioni urbane più popolose della Cina orientale e centrale, ci sono più di 60 giorni in un anno solare con livelli di ozono superficiale che superano lo standard nazionale cinese di qualità dell'aria per l'ozono, ", ha affermato Lin Zhang dell'Università di Pechino, autore principale dello studio nel numero attuale di Lettere di scienze e tecnologie ambientali .
"La Cina è diventata un punto caldo dell'attuale inquinamento da ozono superficiale, " ha detto Owen Cooper, un coautore del documento di ricerca e uno scienziato del CIRES che lavora nella divisione di scienze chimiche del NOAA. "L'esposizione umana e della vegetazione in Cina è maggiore che in altre regioni sviluppate del mondo con un monitoraggio completo dell'ozono".
Molti paesi regolano l'ozono a causa dei danni che l'inquinante provoca alle piante e alle persone.
Negli Stati Uniti, Per esempio, l'attuale standard sanitario per l'ozono troposferico, stabilito dall'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti, è 70 ppb (basato sulla media giornaliera massima di 8 ore). Lo standard nazionale cinese di qualità dell'aria per l'ozono è una media giornaliera massima di 8 ore superiore a 160 microgrammi per metro cubo, equivalente a circa 80 ppb.
L'ozono troposferico si forma più comunemente quando i composti organici volatili e gli ossidi di azoto reagiscono nell'atmosfera in presenza di luce solare. La combustione di combustibili fossili e la combustione di biomassa (da disboscamento o incendi boschivi) sono le principali fonti di composti organici volatili e ossidi di azoto. Dagli anni '90, controlli più severi sulle emissioni di questi ingredienti hanno ridotto l'inquinamento da ozono in molte città europee e statunitensi. Ma l'entità dell'inquinamento da ozono superficiale in Cina non è stata ampiamente riconosciuta, in parte perché c'erano così pochi siti di monitoraggio cinesi prima del 2012, secondo i ricercatori.
Confronto di una metrica di ozono, NDGT70 (numero totale di giorni con un valore medio giornaliero massimo di 8 ore maggiore di 70 ppb), tra Cina e altre regioni industrializzate - Giappone e Corea (JK), Europa (UE), e gli Stati Uniti. Credito:lettere ES&T, CIRES
Per questo studio, i ricercatori hanno utilizzato i dati di una rete relativamente nuova di 1, 600 monitor dell'ozono in Cina e un nuovo enorme database globale sull'ozono per quantificare i livelli di ozono in Cina e confrontarli con i livelli di altri paesi.
Il nuovo rapporto mostra che la Cina ha livelli di inquinamento da ozono più elevati rispetto a tutte le nazioni con monitor dell'ozono, compresi gli Stati Uniti, Europa, Giappone, e Corea del Sud. Ogni metrica dell'ozono esaminata dai ricercatori è aumentata continuamente in Cina negli ultimi cinque anni. "Abbiamo riscontrato i maggiori aumenti dell'esposizione all'ozono nella Cina orientale e centrale, soprattutto nelle zone più popolose. Questi risultati indicano una crescente gravità dell'esposizione all'ozono dell'uomo e delle colture/ecosistema in tutta la Cina, " disse Xiao Lu nel gruppo di Zhang, primo autore dello studio.
Infatti, i livelli attuali di ozono nelle principali città cinesi sono paragonabili ai livelli statunitensi negli anni '80 e '90. "I livelli di ozono a Pechino oggi sono simili a quelli di Los Angeles negli anni '90, quando i controlli delle emissioni stavano appena iniziando ad avere un impatto sulla riduzione dei livelli di ozono lì, " disse Cooper.
Sfide invernali contro estive
Negli ultimi anni, l'inquinamento da foschia invernale è stata la principale preoccupazione pubblica in Cina e il fulcro dell'azione del governo sull'inquinamento atmosferico, secondo Zhang. Il governo cinese ha implementato rigorose misure di controllo delle emissioni per migliorare la qualità dell'aria:dal 2013, il piano d'azione sulla prevenzione e il controllo dell'inquinamento atmosferico ha ridotto la concentrazione di inquinanti atmosferici primari e particolato in media del 35 percento per 74 grandi città.
Zhang e Lu pensano che gli effetti dannosi dell'inquinamento da ozono superficiale siano molto meno riconosciuti. "Molte persone in Cina non si rendono conto che possiamo subire un grave inquinamento da ozono sotto un tipico cielo azzurro nei giorni estivi. La gravità emergente dell'inquinamento da ozono in Cina presenta ora una nuova sfida per le strategie di controllo delle emissioni, " disse Zhang.
Tendenze del livello di ozono superficiale urbano in Cina (rosso), Giappone (viola), Europa (arancione), e gli Stati Uniti (blu) dal 1980 al 2017 per una metrica di ozono. Per il Giappone, l'Unione Europea, e gli Stati Uniti, sono inclusi solo i siti urbani con record da più di 25 anni (1980?2014). Per la Cina, sono inclusi i siti in 74 grandi città con osservazioni continue dal 2013 al 2017. L'inserto mostra le tendenze dell'ozono a Pechino (rosso) e Los Angeles (blu). Nota che l'ozono a Pechino oggi è paragonabile a Los Angeles negli anni '90. Credito:ES&T Lettere/CIRES
L'ozono danneggia le colture
Poiché l'ozono può danneggiare le piante, comprese le colture, i ricercatori hanno anche studiato il potenziale danno alle piante indotto dall'ozono in Cina. Una metrica della vegetazione che hanno esaminato cattura l'esposizione accumulata all'ozono che supera una soglia al di sopra della quale si prevede che la crescita degli alberi o la resa delle colture si riducano, durante la tipica stagione di crescita di tre mesi di una coltura.
In Cina, i valori per quella metrica erano 1,4-2 volte superiori a quelli del Giappone, Corea del Sud, Europa, e gli Stati Uniti. Studi condotti prima del 2010 in alcuni siti cinesi hanno concluso che l'inquinamento da ozono stava già riducendo i raccolti di grano fino al 6-15%. "E poiché i livelli di ozono in Cina sono aumentati da allora, ci aspetteremmo di vedere una perdita di raccolto ancora maggiore ora, " disse Cooper.
Rapporto di valutazione dell'ozono troposferico
Il database utilizzato dai ricercatori in questa analisi fa parte del Tropospheric Ozone Assessment Report (TOAR), una serie di valutazioni globali dell'inquinamento da ozono e della sua rilevanza per le persone, impianti, e clima. Owen Cooper del CIRES è presidente del comitato direttivo del progetto di ricerca. "Questo è esattamente il tipo di valutazione successiva che speravamo che TOAR ispirasse, " Egli ha detto.
Secondo l'autore principale Zhang, gli scienziati hanno saputo che ci sono alti livelli di ozono superficiale nell'attuale Cina; quello che non sapevano era come l'inquinamento da ozono della Cina rispetto ad altri paesi industrializzati in termini di grandezza, frequenza, umano, e l'esposizione della vegetazione. "Il nostro studio presenta un confronto così nuovo combinando i dati cinesi sull'ozono con il set di dati TOAR, " disse Zhang.
