I processi che creano inquinamento da ozono in estate possono anche innescare la formazione di inquinamento atmosferico invernale, secondo un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università del Colorado Boulder e NOAA, in collaborazione con l'Università dello Utah. La scoperta inaspettata del team suggerisce che negli Stati Uniti occidentali e altrove, alcuni sforzi per ridurre il dannoso inquinamento atmosferico invernale potrebbero ritorcersi contro.

Nello specifico, prendere di mira gli ossidi di azoto emessi dalle automobili e dalle centrali elettriche potrebbe inizialmente aumentare l'inquinamento atmosferico dannoso, i ricercatori hanno riportato nel loro nuovo articolo, in uscita oggi sul diario Lettere di ricerca geofisica .

"Questa intuizione è nata da alcune delle misurazioni più estese della chimica alla base del nostro problema di inquinamento invernale, ", ha affermato John Lin dell'Università dello Utah, un professore di scienze atmosferiche e coautore dello studio.

"Ciò è contrario a quanto generalmente si presume e suggerisce un nuovo modo per mitigare questo tipo di inquinamento a Salt Lake City, Denver e oltre, " ha detto Caroline Womack, uno scienziato del CIRES che lavora nel laboratorio di ricerca del sistema terrestre del NOAA e autore principale dello studio.

Le normative e le tecnologie più pulite hanno costantemente migliorato la qualità dell'aria negli Stati Uniti. Eppure le valli degli stati occidentali registrano ancora alti livelli di particolato (PM2,5), o microscopiche goccioline sospese nell'aria, durante l'inverno. Nella Salt Lake Valley urbana dello Utah, i livelli invernali di PM2,5 superano gli standard nazionali di qualità dell'aria in media di 18 giorni all'anno. Denver ha spesso lo stesso problema in inverno, quando nuvole marroni incombono sulla città.

Un componente importante dell'inquinamento da PM2.5 di Salt Lake Valley e Denver è l'aerosol di nitrato di ammonio, che si forma dalle emissioni di ossidi di azoto, composti organici volatili (COV), e ammoniaca. Queste reazioni si verificano durante le inversioni di temperatura invernali, quando l'aria calda in alto intrappola l'aria fredda in basso, concentrazione di inquinanti.

Per combattere l'inquinamento invernale da PM2,5, gli scienziati avevano prima bisogno di una comprensione dettagliata dei processi chimici che lo producono. Così nel 2017, ricercatori del Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) e NOAA hanno collaborato con l'Università dello Utah, il Dipartimento della qualità ambientale dello Utah, e altri per misurare il PM2,5 e le sue emissioni precursori in diversi siti terrestri all'interno e intorno alla Valle del Lago Salato, compreso un sito in cima al William Browning Building del College of Mines and Earth Sciences nel campus della U. Usando il NOAA Twin Otter, un piccolo, aeroplano di ricerca strumentato:il team ha anche raccolto campioni d'aria in tutto lo strato di inquinamento nella regione di altitudine critica in cui si forma il particolato.

Sulla base delle osservazioni della campagna sul campo, Womack, Lin e i loro colleghi hanno scoperto che l'inquinamento da aerosol di ozono e nitrato di ammonio è strettamente correlato, collegato dal parametro insolitamente chiamato "ossigeno dispari totale". Poiché gli stessi processi chimici che formano l'inquinamento da ozono in estate producono inquinamento da nitrato di ammonio in inverno, strategie che hanno efficacemente controllato l'ozono potrebbero anche limitare la produzione di nitrato di ammonio.

Nelle valli occidentali con alti livelli di aerosol di nitrato di ammonio, gli sforzi di mitigazione hanno avuto la tendenza a concentrarsi prima sul controllo di un componente dell'inquinamento:gli ossidi di azoto derivanti dalla combustione di combustibili fossili. I ricercatori hanno scoperto che questo approccio può effettivamente aumentare l'inquinamento da nitrato di ammonio, almeno inizialmente. Un modo potenzialmente più efficace per ridurre l'inquinamento da PM2,5 sarebbe limitare i COV, secondo la nuova valutazione.

"Nessuno ha mai esaminato l'inquinamento atmosferico in inverno in questo modo. I nostri risultati potrebbero essere validi in altre aree con grave inquinamento da aerosol invernale, comprese le valli montuose degli Stati Uniti occidentali e le aree urbane dell'Asia orientale, ed Europa, " ha affermato Womack. L'inquinamento da PM2.5 è una delle principali cause di morte prematura in tutto il mondo e oltre a influire negativamente sulla salute umana, Il PM2,5 influisce anche sui raccolti agricoli, visibilità e possibilmente il clima terrestre.

Il prossimo passo per il team di ricerca è uno studio successivo in fase di pianificazione che esaminerà l'inquinamento atmosferico invernale in tutti gli Stati Uniti occidentali.