Направи дарение на училище!

Замърсяването на въздуха засяга здравето на хората. През първите няколко месеца на глобалната пандемия от Ковид-19 в много страни беше наложен локдаун. Много възрастни започнаха да работят от вкъщи, децата да учат онлайн, а семействата ограничиха пътуванията си извън дома. Ограничените пътувания означаваха помалко коли на пътя и самолети във въздуха. Искахме да разберем дали промяната в навиците за шофиране и летене на хората доведе до подобряване качеството на въздуха. С помощта на сателити, метеорологични станции и данни за трафика установихме, че е така!

Въведение

Виждали ли сте някога кафяв въздух над някой град? Когато хората изгарят гориво в колите си, домовете и заводите, димът и изпаренията се издигат във въздуха. Вдишването на замърсители може да раздразни гърлото и дробовете ви. Хора, живеещи на места с лошо качество на въздуха, е по-вероятно да се разболеят. Около 7 милиона души на година умират заради лошо качество на въздуха.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Замърсяването на въздуха може да е резултат от човешка дейност или от естествени източници. Електроцентралите, заводите, трафикът и фермите са примери за замърсяване на въздуха, причинено от човека. Но качеството на въздуха може да се влоши и от естествени явления, като пясъчни бури, горски пожари и изригване на вулкани. Ако знаем какво причинява замърсяването, ще сме наясно и как да се справим с него!
В началото на световната пандемия от Ковид-19 в много държави беше наложен локдаун. През това време трябваше да си седим по домовете, колкото може повече. На някои места хората забелязаха, че небето и въздухът са станали по-чисти. Възможно ли е промяната в интензитета на движението на хора и стоки да е довело до подобряване качеството на въздуха?

За да отговорим на този въпрос, трябваше да знаем:
1. Беше ли замърсяването на въздуха по-малко по време на локдауните, отколкото обикновено?
2. Дали на местата с по-ограничено движение на автомобили е имало и по-малко замърсяване?

Сравнете качеството на въздуха около Националния военен мемориал в Ню Делхи, Индия, преди и след локдауна – на 17 октомври 2019 г. и на 8 април 2020 г. (Снимка: Гардиън)

Видове замърсяване

Азотен диоксид (NO2) се отделя от коли и други превозни средства, изгарящи гориво. После той влиза в реакция с други химикали във въздуха и се образуват смог, озон и киселинен дъжд. Озонът се образува естествено в стратосферата, където блокира вредната ултравиолетова радиация. Но когато е близо до земята, може да причини дихателни проблеми, особено за хора с астма. Озонът също така затруднява растежа на растенията. Фините прахови частици (PM2.5) са малко поразлични от NO2 и O3, защото не са съставени само от един специфичен химикал. Вместо това PM2.5 се отнася до всички частици, по-малки от 2.5 микрона. Това е 30 пъти по-малко от дебелината на човешкия косъм! Тъй като частиците са толкова малки,
когато ги вдишваме, те стигат до вътрешността на дробовете ни. Могат да проникнат дори в кръвта ни! Вдишването на твърде много подобни частици води до здравословни проблеми, като астма, кашлица и нарушен сърдечен ритъм. В зависимост от източника могат да навредят и на околната среда. PM2.5 се формира най-вече от химически реакции във въздуха, когато газове, като азотен диоксид, озон и серен диоксид, се смесят.

Методи

Фокусирахме се върху три различни замърсителя:
1. Азотен диоксид (NO2)
2. Озон (O3)
3. Фини прахови частици (PM2.5)
Измерихме концентрацията на всеки замърсител, като използвахме данни от сателити и метеорологични станции. Сателитните данни ни позволиха да измерим средната стойност над цели държави. Метеорологичните станции обикновено са в градовете и измерват концентрацията на наземно ниво. Замърсяването на въздуха се влияе от времето. Искахме да се уверим, че всички разлики, които видяхме по време на локдауните, произтичат именно от тях, а не от промени във времето. Затова проследихме как замърсяването на въздуха реагира на промени в температурата, вятъра, дъжда и влажността на въздуха. Използвахме събраната информация, за да изчислим нивото на замърсяване, което бихме очаквали всеки ден.
Искахме да узнаем и колко време прекарват хората в шофиране. Компаниите Гугъл и Епъл са направили информацията за човешката мобилност достъпна за всеки, който се нуждае от нея. Данните на Гугъл ни показват колко хора отиват и се връщат от работа. Данните на Епъл ни съобщават с каква честота хората търсят насоки при шофиране. Предположихме, че ако хората използват по-рядко навигацията, то те и шофират по-малко.

Резултати

Установихме, че по време на локдауните:
1. Концентрацията на NO2 се е понижила с 60%.
2. Концентрацията на PM2.5 е спаднала с 31%.
3. Озонът се е повишил на някои места и е спаднал на други.
Видяхме, че концентрацията на NO2 се понижава, когато хората шофират по-малко. Не намерихме връзка между трафика и нивата на озон и PM2.5

Концентрация на NO2, O3, и PM2.5 от началото на локдауна в сравнение с очакваните равнища. Изчислихме очакваните нива, като използвахме данните за замърсяването и промените във времето от предишните три години. Непрекъснатата линия показва нивото на замърсяване при локдауна. Прекъснатата линия показва очакваното количество, а сивото очертание бележи диапазона на възможните нива на замърсяване.

Дискусия

Лошото качество на въздуха може да се дължи на най-различни фактори. Важно е да обмислим какво прави една страна и една общност уникални. Въпреки че видяхме намаляване на количествата NO2 и PM2.5 навсякъде, имаше разлики между отделните места. Забраните по време на локдауните доведоха до това хората да шофират по-малко. Множество малки бизнеси и фабрики спряха дейността си. Но електроцентралите, фермите и други индустрии продължиха да функционират. Затова на места, където изгорелите газове от коли, камиони и автобуси допринасят за голяма част от замърсяването на въздуха, локдауните значително са намалили вредните емисии. Но там, където замърсяването на въздуха е главно от електроцентрали или ферми, локдауните не са довели до понижаване на замърсяването на въздуха. В Тайланд и Австралия нивата на PM2.5 са се покачили през 2020 г. Това е така, защото вероятно димът от горските пожари е увеличил замърсяването на въздуха повече, отколкото локдауните са го намалили. Озонът е намалял на някои места и се е увеличил на други. Химията на озона е по-сложна от тази на NO2. Освен това озонът се задържа по-дълго във въздуха. В зависимост от това какво друго има във въздуха и колко е слънчево химическите реакции могат или да формират нови молекули на озона, или да ги разкъсат.

Заключение

Никой не иска още един локдаун. Затварянето вкъщи затруднява връзките с приятели и роднини. Както и това хората да работят. Досега, заради пандемията 200 милиона души са се разболели от Ковид-19, а повече от 4 милиона са починали. Това е трагедия, която ще помним до края на живота си. Замърсяването на въздуха също е причина всяка година милиони хора да се разболяват и да умират. Част от причините за това е замърсяването в закрити помещения, като пушещи отворени печки на дърва.
Лошото качество на въздуха на открито може да се дължи на комини, фабрики и електроцентрали, превозни средства и горски пожари. Резултатите ни показват, че ако променим начина, по който се придвижваме, можем да се радваме на по-добро качество на въздуха. Когато изберете да ходите пеша или да карате колело, вие помагате мястото, на което живеете, да има по-чист въздух!

ИЗТОЧНИЦИ
Zander Venter, Kristin Aunan, Sourangsu Chowdhury, Jos Lelieveld (2020) COVID-19 lockdowns cause global air pollution declines. PNAS. https://www.pnas.org/content/117/32/18984
Европейска агенция по околната среда, Замърсяване на въздуха.
https://www.eea.europa.eu/bg/themes/air/intro
Климатека, Основни замърсители на въздуха.

Основни замърсители на въздуха

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!