新的衛(wèi)星測量結(jié)果顯示洛杉磯的空氣確實(shí)受到污染

掃描了美國數(shù)十個(gè)城市上方的天空的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了關(guān)于懸浮在洛杉磯上空的煙霧的令人驚訝的發(fā)現(xiàn)：其主要成分之一沒有像過去那樣迅速消失。

這一發(fā)現(xiàn)可能有助于解釋為什么盡管氮氧化物排放量持續(xù)下降，但空氣質(zhì)量曾經(jīng)穩(wěn)定的改善卻幾乎停滯在那里。這也表明洛杉磯空氣的特殊化學(xué)性質(zhì)可能會(huì)使未來的清理工作變得復(fù)雜。

“這肯定的，為什么我們?cè)诼迳即壍囊粋€(gè)時(shí)刻，這是很難得到的空氣凈化器的一部分，”羅納德·科恩，在加州大學(xué)伯克利分校的大氣化學(xué)家誰報(bào)道在雜志的調(diào)查結(jié)果說，科學(xué)。

科恩和他的前研究生約書亞·勞納(Joshua Laughner)指出了近年來其他城市中氮氧化物(統(tǒng)稱為NOx)的水平與排放量不合時(shí)宜。但是差異對(duì)洛杉磯尤為重要，因?yàn)檫@里的污染物非常豐富。

加州理工學(xué)院的大氣化學(xué)家約翰·塞恩菲爾德(John Seinfeld)說：“這項(xiàng)研究的結(jié)果對(duì)于指明減少霧霾的道路非常重要。”

氮氧化物-一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的組合-由機(jī)動(dòng)車輛和工業(yè)機(jī)械(例如發(fā)電廠，鍋爐，渦輪機(jī)和水泥窯)產(chǎn)生。

當(dāng)NOx分子與揮發(fā)性有機(jī)化合物(來自車輛以及大量家用和商用產(chǎn)品)混合并暴露在陽光下時(shí)，它們會(huì)幫助形成諸如臭氧的污染物。

科恩說，從2006年到2013年，美國大多數(shù)城市的NOx排放量每年以大約7%的速度下降。科學(xué)家們認(rèn)為這些排放量與空氣中的氮氧化物含量之間存在直接關(guān)系。該想法認(rèn)為，NOx在空氣中持續(xù)時(shí)間長短的任何變化都不會(huì)對(duì)這些水平產(chǎn)生太大影響。

“我們想知道的是，這種假設(shè)是真的嗎?” 科恩說。

為了找到答案，他和拉納使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)測量了美國28個(gè)城市(包括孟菲斯，印第安納波利斯和紐約)中的二氧化氮，這是整個(gè)氮氧化物的良好替代。他們專注于城市中心，大概是該地區(qū)NOx排放的震中，并測量了這些水平隨距離下降的速度。

事實(shí)證明，在不同城市中，分子在被化學(xué)反應(yīng)分解之前停留在大氣中的時(shí)間似乎隨著時(shí)間的流逝而變化。

科恩說：“它在過去十年中發(fā)生了變化，并且以非常有趣的方式發(fā)生了變化。” “在某些地方，壽命變長了，在某些地方，壽命變短了。在某些地方，一次又一次地做了。”

在洛杉磯，孟菲斯和華盛頓特區(qū)等城市，這些NOx的壽命從2006年下降到2010年左右。然后，它們又開始攀升。

這可能有助于解釋為什么在洛杉磯空氣中的NOx總量持續(xù)下降多年后，這種下降趨勢(shì)在2010年左右開始放緩，直到2013年(研究涵蓋的最新年份)幾乎趨于平穩(wěn)。

科恩說，在洛杉磯和其他地方，NOx壽命的差異可能部分是由于每個(gè)城市上方大氣的特殊化學(xué)組成所致。

科恩說：“我們不能解釋為什么一些城市以一種方式行事，為什么以另一種方式行事。” “我們認(rèn)為這是因?yàn)槲覀儾涣私饽切┏鞘兄械挠袡C(jī)分子。”

洛杉磯的減排似乎確實(shí)起到了很大作用?？紤]到NOx壽命的變化，研究人員估計(jì)2006年洛杉磯上方的空氣中有41噸以上的NOx。到2010年，大約有27公噸。這是同期所有城市中跌幅最大的城市。

但是，自2010年以來，下降速度有所放緩，幾乎持平，2013年僅下降至25公噸。

洛杉磯的NOx排放量高出第二名的芝加哥(近17公噸)和第三名的底特律(略低于12公噸)。

科恩說，由于一些不可避免的原因，洛杉磯開始的NOx太多了。首先，有很多人有很多車。其次，城市位于盆地中，這使得空氣中的化學(xué)物質(zhì)很難逸出。

塞恩菲爾德說：“洛杉磯始終處于領(lǐng)先地位。” “這是煙霧第一次出現(xiàn)的地方。”

但勞恩納說，把重點(diǎn)放在氮氧化物的總量上并不是一個(gè)公平的比較，因?yàn)楣浪闶腔诎o定市中心的縣的排放量。這意味著洛杉磯縣整個(gè)4,751平方英里的排放均歸因于洛杉磯，而紐約市僅因曼哈頓22.8平方英里的排放而受累。(大蘋果公司的五個(gè)行政區(qū)中的每個(gè)行政區(qū)都是一個(gè)獨(dú)立的縣。)

當(dāng)科學(xué)家觀察每個(gè)城市空氣中的NOx濃度時(shí)，紐約在2013年位居榜首，每平方厘米4.7萬億個(gè)分子。芝加哥緊隨其后，達(dá)到4.1萬億次。洛杉磯以4萬億次排名第三。

在研究期間，洛杉磯的集中度也有了最大的改善，下降了45%，而紐約和華盛頓特區(qū)約為40%，芝加哥約為36%。

勞恩納(Laughner)現(xiàn)在是加州理工學(xué)院(Caltech)的一名博士后學(xué)者。他說，自2013年以來，洛杉磯上空的情況可能已有所改善。

他說：“最近幾年帕薩迪納的一些表面氮氧化物的確顯示出減少的趨勢(shì)。”

下一步是找出導(dǎo)致這些NOx行為差異的因素。科恩說，可能的罪魁禍?zhǔn)资敲總€(gè)城市的揮發(fā)性有機(jī)化合物的特殊組成。

至于在完成這項(xiàng)研究后他更喜歡住的地方，科恩說，他仍然很喜歡他在舊金山東灣的家庭基地，盡管這個(gè)決定與氮氧化物的含量無關(guān)。

他說：“我不會(huì)根據(jù)這些圖表選擇一個(gè)城市。” “洛杉磯的空氣污染比其他地方更嚴(yán)重，但是還有許多其他充分的理由讓人們住在洛杉磯。”

從長遠(yuǎn)來看，大氣化學(xué)的更好的理解應(yīng)該可以幫助科學(xué)家們提出對(duì)策，以改善城市的空氣質(zhì)量。

“我們應(yīng)該做到這一點(diǎn)，以便人們可以根據(jù)除呼吸空氣質(zhì)量以外的其他標(biāo)準(zhǔn)選擇居住地。”