Schonere lucht, langere levensduur

Uit onderzoek blijkt dat het Clean Air Act waarschijnlijk verantwoordelijk is voor een drastische afname van atmosferische organische aerosols.

MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY

De lucht die we inademen bevat deeltjes uit een reeks natuurlijke en menselijke bronnen. Fijnstof is elk jaar verantwoordelijk voor duizenden voortijdige sterfgevallen in de Verenigde Staten, maar de wetgeving van de Environmental Protection Agency (EPA) in de VS wordt gecrediteerd met een significante vermindering van dit aantal evenals de hoeveelheid deeltjes in de atmosfeer. EPA krijgt echter mogelijk niet het volledig krediet dat het verdient: nieuw onderzoek van het Ministerie van Civiele Techniek en Milieutechnologie van MIT (CEE) stelt dat de wetgeving van EPA mogelijk nog meer levens heeft bespaard dan aanvankelijk werd gerapporteerd.

"In de Verenigde Staten overtreft het aantal vroegtijdige sterfgevallen in verband met blootstelling aan deeltjes in de buitenlucht elk jaar het aantal dodelijke ongevallen met auto's. Dit benadrukt de vitale rol die EPA speelt bij het verminderen van de blootstelling van mensen die in de Verenigde Staten wonen, aan schadelijke verontreinigende stoffen ", zegt Colette Heald, universitair hoofddocent van CEE en Earth, Atmospheric and Planetary Sciences.

De Clean Air Act uit 1970 van EPA en aanvullende wijzigingen die in 1990 zijn vastgesteld, hebben betrekking op de gezondheidseffecten van zwevende deeltjes, met name door de emissie van luchtverontreinigende stoffen te reguleren en het onderzoek naar schonere alternatieven te bevorderen. In 2011 kondigde EPA aan dat de wetgeving verantwoordelijk was voor een aanzienlijke afname van fijnstof in de atmosfeer, met schattingen van meer dan 100.000 levens die elk jaar tussen 2000 en 2010 werden bespaard. In het rapport werd echter geen rekening gehouden met organische aerosols, een belangrijk onderdeel van fijnstof in de atmosfeer die een grote bijdrage leverden aan de afname van fijnstof in deze periode. Organische aerosols worden direct uitgestoten door verbranding van fossiele brandstoffen (bijvoorbeeld voertuigen), verbranding in woningen en natuurbranden, maar worden ook chemisch geproduceerd in de atmosfeer door de oxidatie van zowel natuurlijke als antropogenisch uitgestoten koolwaterstoffen.

Het CEE-onderzoeksteam, inclusief Heald; Jesse Kroll, universitair hoofddocent van CEE en van chemische technologie; David Ridley, onderzoekswetenschapper in CEE; en Kelsey Ridley SM '15, keken naar oppervlaktemetingen van organische aerosols in de Verenigde Staten van 1990 tot 2012 die een uitgebreid beeld gaven.

"Door de concentraties van luchtverontreinigende stoffen in de Verenigde Staten op grote schaal te monitoren, kunnen wij wijzigingen in de luchtkwaliteit na verloop van tijd als gevolg van de voorschriften verifiëren." Eerdere inspanningen waren gericht op de afname van fijn stof in verband met pogingen om zure regen in de Verenigde Staten te verminderen. Tot nu toe echter had niemand de lange termijn trend van organische aerosols onderzocht, "zegt Heald.

De MIT-onderzoekers vonden een dramatischere afname van organische aerosols in de Verenigde Staten dan eerder gemeld, wat mogelijk verantwoordelijk is voor meer levens die bespaard zijn dan EPA. Hun werk toonde aan dat deze veranderingen waarschijnlijk te danken zijn aan antropogeen of menselijk gedrag. De bevindingen van de onderzoekers werden gepubliceerd in een studie, "Causes and Consequences of decreasing atmospheric organic aerosol in the U.S." in de Proceedings van de National Academy of Sciences in de week van 25 december.

"Het EPA-rapport liet een zeer grote impact zien van de afname van fijnstof, maar we waren verrast dat er in hun schattingen een zeer kleine verandering in de organische aerosolconcentratie was", legt David Ridley uit. "De observaties suggereren dat de daling in organische aerosols zes keer groter was dan werd geraamd tussen 2000 en 2010 in het EPA-rapport." Aan de hand van gegevens van het Interagency Monitoring of Protected Visual Environments (IMPROVE) -netwerk ontdekten de onderzoekers dat organische aerosols in het winter- en zomerseizoen over het hele land daalde. Deze afname in organische aerosols is verrassend, vooral als je kijkt naar de toename van de bosbranden. Maar de onderzoekers ontdekten dat organische aërosolen ondanks de bosbranden blijven dalen.

De onderzoekers gebruikten ook informatie uit de NASA Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications om de impact van andere natuurlijke invloeden op organische aërosols te analyseren, zoals neerslag en temperatuur, en vonden dat de daling zou plaatsvinden ondanks bewolking, regen en veranderingen in temperatuur. De afwezigheid van een duidelijke natuurlijke oorzaak voor de afname van organische aërosols suggereert antropogene oorzaken. Verder was de afname in organische aerosols vergelijkbaar met de afname van andere gemeten luchtverontreinigende stoffen, zoals stikstofdioxide en koolmonoxide, die eveneens worden verondersteld het gevolg te zijn van de EPA-voorschriften. Ook suggereren overeenkomsten in trends in zowel stedelijke als landelijke gebieden dat de dalingen mogelijk ook het gevolg zijn van gedragsveranderingen die voortvloeien uit de EPA-voorschriften.

Door gebruik te maken van de emissiegegevens van organische aerosols en zijn bronnen zowel natuurlijk als antropogene, simuleerden de onderzoekers concentraties van organische aërosols van 1990 tot 2012 in een model. De onderzoekers ontdekten dat meer dan de helft van de achteruitgang van de organische aerosols wordt veroorzaakt door veranderingen in het gedrag van menselijke emissies, waaronder voertuigemissies en verbranding van huishoudelijke en commerciële brandstoffen. "We zien dat het model een groot deel van de waargenomen trend van organische aerosols in de VS vastlegt, en we kunnen veel louter verklaren door veranderingen in antropogene emissies. De veranderingen in organische aerosolemissies worden waarschijnlijk indirect aangedreven door controles door de EPA op verschillende soorten bronnen, zoals zwarte koolstof uit brandstofverbranding en stikstofdioxide van voertuigen, "zegt Ridley. "Dit was niet echt iets wat EPA verwachtte, dus is het een extra voordeel van de Clean Air Act."

Bij het beschouwen van sterftecijfers en de impact van organisch aerosols in de loop van de tijd, gebruikten de onderzoekers een eerder vastgestelde methode die blootstelling aan fijn stof relateert aan een verhoogd risico op mortaliteit door verschillende ziekten zoals hart- en vaatziekten of aandoeningen aan luchtwegen. De onderzoekers konden zo de verandering in sterftecijfers berekenen die op de verandering in particuliere gevallen is gebaseerd. Omdat de onderzoekers wisten hoeveel organisch aerosol in de deeltjesmonsters zit, konden ze bepalen hoeveel de veranderingen in organische aerosolspiegels de mortaliteit verminderden.

"Er zijn kosten en baten bij het implementeren van regelgeving zoals die in de Clean Air Act, maar het lijkt erop dat we nog grotere voordelen halen uit de verminderde sterfte in verband met zwevende deeltjes vanwege de verandering in organische aerosols,” zegt Ridley. "Er zijn gezondheidsvoordelen om organische aerosols verder te verminderen, vooral op stedelijke locaties. Zoals we ons nu gedragen, zullen natuurlijke bronnen een grotere fractie bijdragen, daarom moeten wij trachten te begrijpen hoe deze ook in de toekomst zullen variëren."

Vertaling: Andre Teirlinck