COVID-19-shutdowns hebben de luchtvervuiling niet opgelost, maar creëerden een natuurlijk experiment om het te bestuderen
De lege straten in New York City op 2 mei 2020 benadrukken de dramatische verstoring van menselijke activiteit veroorzaakt door COVID-19 lockdowns. Deze veranderingen kunnen wetenschappers helpen beter te begrijpen hoe vervuiling in steden ontstaat.
De COVID-19-pandemie was niet alleen een schok voor het menselijke immuunsysteem. Het was ook een schok voor het aardesysteem, waardoor de luchtkwaliteit in steden over de hele wereld drastisch veranderde.
Terwijl landen over de hele wereld worstelden om de ziekte te beheersen, legden ze tijdelijke stilleggingen op. Wetenschappers doorzoeken nu gegevens die via satelliet en op de grond zijn verzameld om te begrijpen wat deze onderbreking in menselijke activiteiten ons kan vertellen over de atmosferische cocktail die stadsvervuiling veroorzaakt. Veel van deze voorlopige gegevens zijn gedeeld tijdens de jaarvergadering van de American Geophysical Union in december.
Het was al bekend dat de activiteiten van mensen voldoende werden ingeperkt om te resulteren in een dramatische daling van de uitstoot van broeikasgassen in april, evenals een daling van de seismische geluiden geproduceerd door mensen (SN: 5/19/20; SN: 23-7-20). Die rustige periode duurde echter niet en de uitstoot van koolstofdioxide begon tegen de zomer weer te stijgen. In april 2020 was er wereldwijd een daling van ongeveer 17 procent per maand CO2 uitstoot van fossiele brandstoffen, maar tegen het einde van het jaar jaarlijkse CO2 de uitstoot voor de hele wereld was slechts 7 procent lager dan in 2019. Die vermindering was te kort, vergeleken met de honderden jaren dat het gas in de atmosfeer van de aarde kan blijven hangen, om een deuk in het atmosferische CO van de planeet te slaan2 niveau (SN: 7-8-20).
Maar naast een korte vermindering van de uitstoot van klimaatopwarmende gassen, creëerde deze abrupte stop van veel menselijke activiteiten – met name woon-werkverkeer – ook een ongekend experiment voor wetenschappers om de gecompliceerde chemie van luchtverontreinigende stoffen in steden te onderzoeken. Door de gebruikelijke mix van vervuilende stoffen die boven steden zweven te veranderen, kunnen de stilleggingen wetenschappers helpen een andere langdurige ellende voor de menselijke gezondheid beter te begrijpen: slechte luchtkwaliteit in veel steden.
Dat wil niet zeggen dat de pandemie een zilveren randje heeft, zegt Jessica Gilman, troposferisch chemicus bij de National Oceanic and Atmospheric Administration in Boulder, Colorado. “Ellende is geen oplossing voor onze wereldwijde milieu-uitdagingen.”
Maar er is nu een schat aan gegevens van steden over de hele wereld over hoe de pandemie de regionale of lokale concentraties van de precursoren van ozon, een primaire component van smog, heeft veranderd. Die voorlopers zijn onder meer stikstofoxiden en vluchtige organische stoffen – beide geproduceerd door het verkeer – en ook methaan, geproduceerd door de olie- en gasindustrie. Met satellieten kunnen wetenschappers ook beoordelen hoe de niveaus van deze verontreinigende stoffen over de hele wereld zijn veranderd.
Het is echter geen gemakkelijke taak om een globaal beeld te krijgen van de veranderde stadsvervuiling. Onderzoekers vinden dat de pandemie gevolgen heeft voor de niveaus van verschillende verontreinigende stoffen was zeer regionaal, beïnvloed door verschillen in wind en regen en door fotochemische interacties met zonlicht – waarvan de intensiteit ook verandert met het seizoen.
Die grote verscheidenheid aan regionale effecten was bijvoorbeeld duidelijk in de verschillende post-pandemische ozonniveaus in Denver en New York City. Stikstofoxidegassen die door het verkeer worden geproduceerd, zijn een krachtige voorloper van de verhoogde ozonniveaus in steden, die de longen kunnen beschadigen en ademhalingsaandoeningen kunnen veroorzaken. De Verenigde Staten hebben de afgelopen decennia vooruitgang geboekt bij het terugdringen van deze gassen – maar er is geen overeenkomstige daling van de ozonniveaus geweest, meldde Dan Jaffe, een milieuchemicus aan de Universiteit van Washington Bothell, tijdens de bijeenkomst van 9 december.
De shutdowns gaven onderzoekers enig inzicht in waarom, zegt Jaffe. Van 15 maart tot en met 23 juli New York City had een daling van 21 procent in stikstofdioxide, een van de vele stikstofoxidegassen, in vergelijking met de niveaus van 2019. Hoewel de stilleggingen tijdens de lentemaanden strenger waren, bleek dat de vermindering van stikstofdioxide in de zomer het sterkst verband hield met de verandering in ozonniveaus in de stad, vonden de onderzoekers. “We zien dit jaar een zeer sterke afname van ozon in de zomer,” zei Jaffe tijdens de bijeenkomst, daarbij verwijzend naar niet-gepubliceerde gegevens.
Dat komt doordat in de zomermaanden warmte en zonlicht reageren met de voorlopergassen in de atmosfeer, zoals stikstofdioxide, waardoor een giftige cocktail ontstaat. Dit soort inzicht kan een zegen zijn voor beleidsmakers in een niet-pandemisch jaar, wat suggereert dat de regelgeving voor stikstofoxide het sterkst op de zomer moet zijn gericht, zegt Jaffe. ‘Het is echt een goed bewijs dat NEEXverminderingen die in juli 2020 doorgingen, hadden een belangrijke impact. “
In Denver daalde de ozonlaag echter niet zo consistent – mogelijk omdat er tegen het einde van de zomer bosbranden begonnen te woeden in het westen van de VS (SN: 21/12/20). De branden produceren stikstofoxiden, koolmonoxide en fijne deeltjes die ook kunnen helpen om ozon op leefniveau te verhogen.
“Er zijn verschillende patronen in verschillende steden”, zegt Jaffe. “Er zijn veel factoren om uit te zoeken en er moet nog veel werk worden verzet.” Gewapend met een schat aan nieuwe data uit 2020 hopen wetenschappers vooruitgang te kunnen boeken.
