Ученые оценили многолетний эффект от сокращения выбросов в США

Исследователи из Технологического института Джорджии проанализировали сезонные различия сульфатных аэрозолей — основного загрязнителя в США — чтобы оценить долгосрочное влияние сокращения выбросов диоксида серы (SO₂) после принятия поправок к Закону о чистом воздухе в 1990 году.

Профессор Юхан Ван и его команда изучали факторы, влияющие на концентрации SO₂ и сульфатов зимой и летом в «Ржавом поясе» и юго-восточных регионах США за два десятилетия (2004-2023 гг.). Команда также разработала метод машинного обучения для прогнозирования сезонных закономерностей до 2050 года.

«Электростанции, особенно угольные и нефтяные, являются основным источником выбросов SO₂ в этих регионах», — говорит Ван.

Сезонные различия в химии атмосферы

Летом солнечная радиация активирует окислительные реакции, производя перекись водорода (H₂O₂), которая быстро окисляет SO₂ в сульфатные аэрозоли. Зимой поставка H₂O₂ в восемь раз меньше, что создает «химическое демпфирование» — снижение концентрации сульфатов происходит медленнее, чем сокращение выбросов SO₂.

Сульфатные аэрозоли способствуют образованию частиц PM_2.5, представляющих риск для здоровья и окружающей среды.

Сужение сезонных различий

Наблюдения за два десятилетия показали, что хотя выбросы SO₂ значительно сократились в обеих сезонах, из-за химических особенностей снижение концентрации сульфатов изначально отставало зимой. Однако за последнее десятилетие разрыв между зимними и летними уровнями сульфатов сократился по мере уменьшения выбросов SO₂.

«Когда у вас есть такая сложность атмосферной химии, зимой наблюдается нелинейный эффект», — объясняет Ван. — «Сокращение сульфатных аэрозолей изначально отставало от уменьшения выбросов SO₂, но в конечном итоге догнало его благодаря постоянным усилиям по контролю качества воздуха».

Полный эффект через десятилетия

Прогнозы машинного обучения показывают продолжение снижения уровней сульфатов зимой и летом до 2050 года. В настоящее время уровни сульфатов составляют около 20% от прежних значений.

«Теперь мы видим полное воздействие Закона о чистом воздухе, — заключает Ван, — и постоянные усилия нации по сокращению загрязнения являются ключом к улучшению качества воздуха и здоровья».