Kleine en giftige deeltjes: Onderzoekers volgen luchtvervuiling in de lucht boven de VS

Onderzoekers aan de Washington University hebben de concentratie van submicron deeltjes in de lucht boven de Verenigde Staten bepaald. De donkerrode gebieden geven hogere concentraties aan. Dit zijn de kleinste deeltjes van luchtvervuiling, die mogelijk schadelijker zijn voor de menselijke gezondheid.

Luchtvervuiling veroorzaakt gezondheidsproblemen en is verantwoordelijk voor ongeveer 50.000 jaarlijkse sterfgevallen in de Verenigde Staten, maar niet alle luchtverontreinigende stoffen hebben dezelfde impact.

Wetenschappers hebben het bereik van “PM 2.5” vervuiling gedurende tientallen jaren gevolgd. PM 2.5 is een soort “deeltjesmatter” die minder dan 2,5 micron in diameter is. Er was echter minder informatie beschikbaar over de nog kleinere variant, die “submicron” of “PM 1” deeltjesmatter wordt genoemd, en die minder dan 1 micron in diameter is. Waarom is dat belangrijk? Omdat deze “kleine jongens” mogelijk de bron zijn van ernstigere gezondheidseffecten.

In een studie, gepubliceerd in The Lancet Planetary Health, hebben onderzoekers aan de Washington University in St. Louis de hoeveelheid PM 1 in de Verenigde Staten over de afgelopen 25 jaar gekwantificeerd. “Deze meting dient als startpunt om te begrijpen welke verontreinigende stoffen door regelgevers kunnen worden aangepakt om de meest effectieve gezondheidsimpact te maken,” zei Randall Martin, de Raymond R. Tucker Distinguished Professor van energie-, milieu- en chemische techniek aan de McKelvey School of Engineering.

Chi Li, onderzoeksassistent professor in Martins groep voor atmosferische samenstelling, is de eerste auteur van het onderzoek. Li zei dat deze schattingen verder onderzoek naar zowel de gezondheids- als milieueffecten van submicron deeltjes mogelijk maken.

Li legde uit dat de zeer kleine deeltjes die in deze studie zijn gekwantificeerd, meestal afkomstig zijn van directe luchtuitstoot, zoals de zwarte koolstofdeeltjes die door dieselmotoren worden uitgestoten of de rook van bosbranden. Soms kan PM 1 ook ontstaan door secundaire processen wanneer zwaveldioxide of stikstofoxiden ontstaan door brandstofverbranding en het verbranden van kolen.

Het is logisch dat kleinere deeltjes van luchtvervuiling meer schade aan het menselijk lichaam kunnen toebrengen, omdat ze in staat zijn om de natuurlijke afweermechanismen van het lichaam te omzeilen. Deze submicron deeltjes zijn minstens 6 keer kleiner dan bloedcellen.

Luchtdeeltjes zijn niet altijd één enkel soort, maar mengsels van andere materialen die samen zijn gestapeld. De grotere deeltjes worden voornamelijk gedomineerd door componenten die niet gemakkelijk kunnen worden aangepast, zoals minerale stof, merkte Li op.

De onderzoekers hebben hun schattingen van submicron deeltjes gebaseerd op de bekende verhoudingen van wat PM 2.5 deeltjes samenstelt, waaronder zeven hoofdbestanddelen zoals sulfaat, nitraat en minerale stof. “Door de zeven soorten samen te voegen, kunnen we de totale PM 1 concentratie over het land berekenen,” zei Li.

Dit onderzoek legt de basis voor verdere analyse van waar, hoe en waarom bepaalde soorten deeltjes zich ophopen, en hoe ze het milieu en het menselijk lichaam kunnen beïnvloeden. “Toen de EPA in 1997 voor het eerst een luchtkwaliteitsnorm voor fijne PM vaststelde, was er veel discussie over het reguleren van PM 1 of PM 2.5,” zei Jay Turner, de James McKelvey Professor of Engineering Education en co-auteur van de studie. “Om verschillende redenen, waaronder het gebrek aan gezondheidsstudies voor PM 1 in vergelijking met studies voor PM 2.5, werd laatstgenoemde gekozen. Deze studie biedt een uitgebreide dataset op nationaal niveau om de impact van PM 1 op de gezondheid te onderzoeken.”

Een volgende stap zal bestaan uit samenwerking met epidemiologen om de associatie van PM 1 met gezondheidsresultaten te beoordelen. De nieuwe dataset onthulde nog een opmerkelijk feit: regelgeving tegen vervuiling helpt. In de aaneengeschakelde VS zijn de gemiddelde PM 1-niveaus in de lucht die mensen inademen van 1998 tot 2022 sterk gedaald, dankzij decennia van milieuregels zoals de Clean Air Act. Echter, deze vooruitgang is sinds 2010 vertraagd, voornamelijk door de toename van bosbrandactiviteit. Toekomstige vervuilingsmaatregelen zullen zich moeten richten op opkomende, niet-fossiele brandstofbronnen, aldus de auteurs van de studie.

Andere landen zoals China hebben een voorsprong in het volgen van nationale PM 1-waarden, maar nu kan de VS snel inhalen. “Deze dataset biedt ongekende informatie voor de Verenigde Staten over een belangrijke verontreinigende stof waarvoor weinig andere metingen bestaan,” zei Martin.