城市的空气

2016年5月,世界卫生组织(世卫组织)报告称,超过80%的城市现在的空气污染水平高于建议因健康原因的限制。火箭低收入和中等收入国家的这一数字为98%。城市空气污染显然是一个日益严重的问题。这个报告是专门指颗粒物:粉尘、灰尘、烟灰和烟根据直径立法原因组合在一起。PM10颗粒10μm或更少,PM2.5颗粒2.5μm或少,例如。

一些城市超过这些推荐的环境浓度惨不忍睹。Zabol在伊朗,一个城市与相同数量的居民牛津,是一个著名的例子。世卫组织建议最高年平均20μg / m³对PM10和10μg / m³PM2.5;Zabol公布2012年度数据是527μg / m³和217年μg / m³分别。

看着颗粒物数据只告诉故事的一部分,然而,他们并不是唯一关注的空气污染物。氮氧化物、硫氧化物、臭氧、一氧化碳和其他关键污染物。对于英国,二氧化氮(没有₂)水平,最频繁的头条新闻。

今年,一些伦敦街道只是花了五天超过整个年度的污染限制

世卫组织的限制只是建议;由每个国家或地区的立法机构来决定法律的限制。英国目前必须遵循欧盟空气污染立法(这里和那里的细微的差别),而英国的年平均点水平很容易在允许的值(40 - 25μg / m³分别对PM10和PM2.5),年度没有意思₂不水平。欧盟没有限制₂40µg / m³,2015年40%的英国地方当局突破了这一限制,数据显示英国环境、食品和农村事务部。

立法也限制了每年的天数或小时每个地区(英国分成43区)可以有高峰的一些比较常见的空气污染物的水平。没有₂200年英国立法,µg / m³不得超过18小时以上在一整年。一些英国的数据是筑坝。

今年,一些伦敦街道只是花了五天超过整个小时超过200年的允许µg / m³帕特尼大街,牛津街和布里克斯顿路犯罪者。据报道,2015年,牛津街有超过四天总允许的时间。

去法庭

因此学习,这也许并不奇怪,伦敦被认为是欧洲最严重的城市没有₂水平,这很大程度上要归功于大量的柴油车辆。增长和公众意识的问题,部分原因在于高调案件目前带对英国政府。

维权环境律师ClientEarth第一次英国法庭,2011年返回相同的下继续战斗的次数,最近一次是在2016年10月。不仅仅是英国政府,ClientEarth追求关于违反欧盟没有设置₂限制;比利时、捷克、德国和波兰政府都面临着类似的情况。

欧洲立法没有推动这一议程和过去一样快

罗伊·哈里森,英国伯明翰大学

然而英国,欧盟委员会(European Commission)——英国的规则违反第一次走上法庭空气污染破坏。它在2014年发起法律诉讼,威胁每年£3亿的罚款。这种情况下仍在进行中,当然会裁掉由英国退出欧盟提议如果还没有达到其结论。虽然离开欧盟不应立即影响空气污染物(和其他)的立法限制,直到法律实际上是改变了英国政府,有可能会选择脱离欧盟限制在未来。

这是两个伟大的希望和恐惧。目前欧洲法规的发展,而谦虚的和欧洲的立法是不开车的议程和过去一样快,”解释了罗伊·哈里森,伯明翰大学的环境健康教授,英国。“有些人说Brexit提供了一个巨大的机遇,因为我们可以加强立法比欧美发达国家的一个例子,清理自己更快。另一方面,悲观主义者在我们看到事情的其他方式,相信这将是英国的理由做不到欧洲其他国家。

环境健康教授弗兰克·凯利,伦敦国王学院的同意,太在Brexit过程的早期预测对环境立法的影响:“有担心,因为国家政府通常被认为拖高跟鞋在空气污染,Brexit将导致淡化我们的环保标准包括空气质量,但这只是猜测在这个时间点上。

监控合规

检查他们是否会议制定环境标准,现在许多国家都有广泛的空气质量监测网络自动和手动控制监管分析器。英国有大约300个这样的监测站点。那些在伦敦和其他几个地方当局是由国王学院环境研究小组由凯利。

“每个伦敦的33个行政区都有一个最低的和半打分析器,”他解释说。这些监测网站形式伦敦空气质量网络的一部分(LAQN)和大小不同大小的从一个邮筒在牛津街对面的巨大的集装箱马里波恩路上杜莎夫人蜡像馆。衡量一个单一污染物的一些网站,如没有₂或可吸入颗粒物(PM),在一个位置区热衷于密切关注空气污染,和其他测量整个范围的立法空气污染物。马里波恩路上的大型网站,另一个在南肯辛顿也额外的测量仅用于研究目的。

LAQN,数据通常是每小时每15分钟收集一次,围捕报告”,凯利说。然后有一个小时的时间差,允许在线发表数据处理。这个数据主要是收集了立法目的,但也被人们用于研究和关注城市空气污染对健康的影响。

的数据用于公众觉得他们对空气污染很敏感。他们可能看一个离家近的地方或接近他们工作的地方,”凯利说。如果他们有呼吸系统的疾病如哮喘或慢性阻塞性肺疾病,他们可能会使用这些信息来确保他们有他们的药物。我们有其他人使用它来确定他们何时何地锻炼。”

不小心把事情弄得更糟

虽然我们现在有一个很好的想法很多不同地区的空气污染水平的伦敦和其他主要城市在全世界范围内,找出如何最好地减少这些仍然是有问题的。和一个关键问题是避免不小心创建另一个急于解决的问题。柴油汽车的促销和现代化是一个具有历史意义的例子。

2001年,英国财政大臣戈登•布朗(Gordon Brown)介绍了柴油汽车税收优惠,因为他们释放更少的公司₂比使用汽油。因此,英国道路上他们的数量直线上升,从5%左右在1990年代初到今天的近40%。(类似的激励,因此上涨被认为欧盟)。但是人们越来越意识到,柴油车产生更多的氮氧化物(统称为“不”_x比汽油同行)。

和化妆的气体排放_x也改变了过去十年左右的时间,在一个糟糕的方式。没有₂更比没有关于从健康的角度来看。“从历史上看,公路车辆排放几乎他们所有的没有_x任何形式的,很少₂大卫•Carslaw解释说,城市空气污染专家约克大学,英国。“在过去10年左右的柴油车开始配备氧化催化剂。这些都是非常有效的减少一氧化碳和碳氢化合物等污染物。的一个副作用是,他们不改变总_x,但他们帮助氧化不,不₂。这就是为什么在柴油车氧化催化剂的引入实际上的数量没有增加₂直接排放的车辆,而不是大气中形成的通常的主要途径。这是随着时间的推移越来越重要。五年前,柴油车又开始配备粒子过滤器,依靠强大的氧化催化剂,氧化不,不₂。’

混在所有这是大众汽车排放的丑闻。在2015年曝光的大众汽车在平坦的床上排放测试将排放量通过系统陷阱和分解₂。在正常路况陷阱被绕过节省燃油。这个考试欺骗软件意味着汽车被发现是释放九至38次美国允许排放的氮氧化物(丑闻爆发)。现在全世界数以百万计的大众汽车被召回来解决这个问题。和其他汽车公司也有类似的罪行受到审查。

完全领会错如何推动柴油车辆是空气污染,它有助于理解多少清洁汽油车现在比二十年前。现在汽油车有非常有效的三方催化剂,”Carslaw说。“现代汽油车排放实际上是非常低的。

但随着大众诡计所暗示的,在技术上也是可行的减少_x从柴油汽车排放。在去年我们已经开始看到特定的技术安装没有新的柴油汽车,减少碳排放_x;技术包括选择性催化还原和没有_x陷阱,Carslaw说。但是他解释说,这些需要时间与空气污染物水平取得进展。路上的汽车平均持续10 - 15年,所以需要时间的好处是空气质量。

甚至城市环境仍然是这些技术挑战。在城镇和城市,往往是很多的启停和相对缓慢的驾驶条件。的一些新技术,如选择性催化还原,需要热排气温度条件。他们是非常有效的温度升高时,但较低的温度下可以不那么有效,”Carslaw说。

城市污染正在密切监测,以确保这些新技术没有在未来自己的意想不到的后果。与选择性催化还原有风险的温室气体一氧化二氮排放的氨气和[N₂O)。尽管所有这些系统工作正常时,这些其他组件的排放量很低但是我们需要维持实验证据的实际情况,以确保我们不会意外地做一些其他问题更糟糕的是,Carslaw说。这将是重要的,以确保这些技术仍然有效的对整个汽车的生命周期。

源解析

但是当汽车尾气污染物可能下行态势,研究人员刚刚开始意识到其他方面我们的汽车会污染城市空气。的粒子流量non-exhaust来源是一个热点区域,”解释了伯明翰大学的哈里森。对柴油的粒子陷阱减少粒子的尾气排放了许多年,但粒子来自刹车和轮胎的磨损,从路面的悬浮粒子,可能不会减少。我们没有很好的时间序列的浓度,但他们不减少迹象。

最棘手的一个部分的空气点研究找出其中每个来自不同的粒子。监管原因一个特定大小的所有粒子可能会集中在一起,但对于研究目的有必要单独出来。监测站之一,比如一个由凯利的团队在路马里波恩,设备能力分析粒子组成。

一些工具将分析粒子的组成和告诉你多少每个不同的元素,”凯利说。每个源发出一个常数模式的各个片段或组件,并做统计分析的高分辨率数据可以确定每个源的贡献对整个粒子负载,”解释一致的水藻,大气化学实验室主管在瑞士保罗谢勒研究所。这个过程被称为源解析。

“我们研究的一个主要部分是帮助监管机构决定做什么为了清洁空气,得到最大的货真价实的哪个源在某个地方有一个很大的贡献,改善这样的来源将有一个可衡量的影响空气质量,“水藻说。他和何塞·路易斯·吉梅内斯在科罗拉多大学博尔德分校,我们,正着力于气溶胶。

气溶胶粒子(包括人为和自然)悬浮在空气中。他们的化妆品是无机(如铵硫酸盐,金属和铝氧化物)和有机(萜烯和黑碳)。一起这些粒子的只占总数的50%,“说水藻,另外50%是只有在大气中形成的。的气体分子,如₂和挥发性有机化合物的仪器(挥发性有机化合物)是大气中的氧化和氧化的结果,他们变得更加稳定,凝结在预先存在的粒子或形成新的粒子。

了解这些新粒子形成仍处于早期阶段。2016年5月,水藻的研究小组发表的第一个证据,新粒子可以形成生物氧化的挥发性有机化合物的仪器如萜烯。瑞士欧洲核子研究中心的团队使用云室模拟自然大气状况,观察粒子的形成。“我们怀疑人为来源的芳香挥发性有机化合物的仪器能够触发新粒子的形成同样的生物挥发性有机化合物的仪器,但这尚未被证实,“水藻说。

同时吉梅内斯的团队正在使用先进的质谱分析技术来确定化妆,因此城市空气污染的来源。我们参加了一个大型研究在洛杉矶几年前,所以我们继续分析这些数据,并尝试理解分数从烹饪,分数从汽车,等等,”他说。

这已经够困难了粒子进入空气已经完好无损(称为初级气溶胶),但对那些更难进入气体,然后随着时间的推移形成粒子通过与阳光的反应或其他化学物质在大气中(称为次生气溶胶)。次生气溶胶的来源很不确定,也有很多研究得出完全相反的结论,发表“希门尼斯说。这是另一个非常活跃的研究领域。

健康的影响

每一个空气污染对健康的影响的不同组件仍不完全清楚。立法可能目前粒子分组根据它们的大小,但是否这是逻辑仍出来供双方讨论的吗?仅仅因为粒子的大小相同,并不意味着他们会对身体产生同样的效果。“我们还不确定是否所有的粒子都是有毒的,”凯利说。

我们仍处于初级阶段的知道哪个类化合物多少有助于某些毒性作用在我们的肺,“同意水藻。我们知道增加空气污染导致增加致命但是我们仍然不知道是什么导致这个。”

理解的机制特定组件的气溶胶损害人类健康是水藻的另一个研究方向。他的团队一直在模拟大气化学过程在一个云室,然后喂产生的气溶胶在不同阶段生活肺细胞的衰老进程。“然后我们测量这些气溶胶的影响肺细胞,”他解释说。理想的情况是有一个化学示踪剂对于每个对人体健康损害,但这是不可能的。工作在这个方向,但是应该使用尽可能多的代理化合物,我们可以为一个特定的健康障碍。”

希望改进个人污染对健康的影响的知识加上更好的这些污染物从何而来的想法最终将帮助直接空气更明智的决策,并最终改善人类健康。众所周知,空气污染增加许多疾病的风险,包括呼吸条件下,心脏病、中风和癌症。影响的人们的数量是惊人的。2016年2月,全球疾病负担的企业报告说,每年有超过550万人过早死亡,由于空气污染——谁说空气污染与10 5岁以下儿童死亡。

尼娜Notman位于索尔兹伯里的科学作家,英国