I september 2015, den tyska Volkswagenkoncernen, världens största biltillverkare, erkänt att ha installerat "nederlagsanordningar" i 11 miljoner dieselbilar som såldes över hela världen mellan 2008 och 2015. Enheterna var utformade för att upptäcka och anpassa sig till laboratorietester, att få bilarna att följa miljöstandarderna när, faktiskt, de släppte ut föroreningar som kallas kväveoxider, eller NOx, på nivåer som i genomsnitt var fyra gånger den tillämpliga europeiska gränsen för provningsställen.

Medan Volkswagen har utfärdat återkallelser av drabbade fordon i både USA och Europa, forskare vid MIT och på andra håll har funnit att överskottsutsläppen redan har påverkat folkhälsan. Teamet uppskattade tidigare att de överskottsutsläpp som genereras av 482, 000 drabbade fordon som säljs i USA kommer att orsaka cirka 60 för tidiga dödsfall i hela USA

Nu har forskarna tittat närmare Volkswagens hemmabas, undersöker hälsoeffekten av de 2,6 miljoner drabbade bilarna som såldes i Tyskland under Volkswagen Groups märken VW, Audi, Skoda, och Seat. I en artikel publicerad idag Miljöforskningsbrev , teamet rapporterar att tillverkarens utsläpp som överstiger gränsvärdet för testställen har haft en betydande effekt på folkhälsan, inte bara i Tyskland utan i hela Europa.

Forskarna uppskattar att 1, 200 människor i Europa kommer att dö tidigt, varje förlorar så mycket som ett decennium av sitt liv, till följd av överskottsutsläpp som genererades mellan 2008 och 2015 av drabbade bilar som såldes i Tyskland. Av dessa för tidiga dödsfall 500 kommer sannolikt att inträffa i Tyskland, vilket innebär att mer än 60 procent av för tidiga dödsfall som härrör från de tysksålda bilarna kommer att inträffa i grannländerna, framför allt Polen, Frankrike, och Tjeckien.

"Luftföroreningar är mycket gränsöverskridande, "säger medförfattaren Steven Barrett, Leonardo-Finmeccanica docent i luftfart och astronautik vid MIT. "[Förorening] bryr sig inte om politiska gränser; det går bara rakt förbi. Således, en bil i Tyskland kan lätt få betydande effekter i grannländerna, särskilt i tätbefolkade områden som den europeiska kontinenten. "

Om Volkswagen kan återkalla och eftermontera berörda fordon för att uppfylla europeiska standarder i slutet av 2017, detta skulle avvärja 2, 600 ytterligare för tidiga dödsfall, eller 29, 000 livsår förlorade, och 4,1 miljarder euro i motsvarande hälsokostnader, som annars skulle förväntas i avsaknad av återkallelse.

Barretts medförfattare från MIT är huvudförfattare och doktorand Guillaume Chossière, postdoc Akshay Ashok, forskningsassistent Irene Dedoussi, och forskare Raymond Speth. Sebastian Eastham från Harvard University och Robert Malina från Hasselt University i Belgien är också medförfattare.

Något i luften

Barrett säger att det inte är förvånande att Tyskland, och Europa som helhet, får högre hälsoeffekter av Volkswagens överutsläpp, jämfört med USA Inte bara såldes fler drabbade bilar i Tyskland (2,6 miljoner) än i USA (482, 000), skillnader i befolkningstäthet, körbeteende, och atmosfäriska förhållanden hjälper också till att förklara de förvärrade hälsoeffekterna i Europa.

Till exempel, Europas genomsnittliga befolkningstäthet är ungefär tre gånger högre än genomsnittet i USA, och historiska data har visat att dieselbilar i Tyskland i genomsnitt körs 20 procent mer, när det gäller årlig körsträcka, jämfört med den genomsnittliga amerikanska bilen som övervägdes i den amerikanska studien. Med andra ord, det finns fler drabbade bilar på vägen, generera utsläpp som påverkar en högre koncentration av människor.

Atmosfäriska förhållanden spelar en roll, också. NOx avges från motorn som en gas, som kan transporteras av vindar över långa avstånd före eller under reaktion med ammoniak i luften för att bilda fina partiklar. Eftersom atmosfären i Europa råkar innehålla mer ammoniak än i USA, mer fina partiklar kan bildas från en given mängd NOx. Det är exponering för dessa fina partiklar som har visat sig orsaka hjärt- och lungsjukdomar. NOx -utsläpp bidrar också till bildandet av ozon, en annan förorening som är känd för att vara skadlig för människors hälsa.

"Det tar tid för NOx att omvandlas till partiklar, när, de kan vara 100 till 200 kilometer eller längre bort från källan, "Säger Barrett.

Överskott av utsläpps hälsoeffekter

Forskarna kom fram till sina dödlighetsuppskattningar med en metod som liknar den de antog för att bedöma Volkswagens hälsoeffekter i USA. Teamet baserade sin analys delvis på den tyska federala motortransportmyndighetens mätningar av utsläpp från Volkswagen -bilar.

De använde sedan historiska data om körbeteende i Tyskland för att uppskatta antalet kilometer som körs av varje bil per år och var förarna sannolikt skulle köra mest. Från det, forskarna skapade en karta över överskottsutsläpp inom Tyskland.

Barrett och hans kollegor bearbetade denna utsläppskarta till en simulering av atmosfären, modellering där NOx -utsläppen reste, med rådande vindar, temperatur, och nederbörd, och där gasen interagerade med andra föreningar för att bilda fina partiklar och ozon.

De atmosfäriska modellerna producerade en karta över fina partiklar och en karta över ozon, som laget sedan lade över på befolkningstäthetskartor över hela Europa. Med dessa kartor, de beräknade människors exponering för överhettade utsläpp från Tyskland, för varje land i Europeiska unionen. Från dessa exponeringsuppskattningar, forskarna beräknade den ökade risken att dö tidigt i befolkningen, med hjälp av en "koncentrationsresponsfunktion" - ett samband mellan en persons exponering för en given dos av en förorening och personens relaterade hälsorisk.

"Det slutar med cirka en procents extra risk att dö tidigt under ett visst år, per mikrogram per meter i kuber av fina partiklar du utsätts för, "Barrett säger." Det betyder vanligtvis att någon som dör tidigt av luftföroreningar dör ungefär ett decennium för tidigt. "

Volkswagen och därefter

Övergripande, forskarna fann att 1, 200 för tidiga dödsfall kommer sannolikt att inträffa till följd av överskott av utsläpp som redan släppts ut i atmosfären mellan 2008 och 2015. Av dessa, 500 tidiga dödsfall inträffar i Tyskland, följt av 160 i Polen, 84 i Frankrike, och 72 i Tjeckien, med resten fördelad mellan andra europeiska länder.

Forskarna utförde samma analys en andra gång, enligt ett scenario där Volkswagen fixar berörda bilar för att uppfylla lagstadgade standarder i slutet av 2017, genererar inga överskottsutsläpp från och med januari 2018. Under detta scenario, företaget skulle avvärja 2, 600 för tidiga dödsfall, eller 29, 000 år av liv förlorat.

Går framåt, forskarna planerar att utöka sin studie av autoemissioners hälsoeffekt, koncentrerar sig på dieselbilar i Europa.

"Det verkar osannolikt att Volkswagen är det enda företaget med problem med överskottsutsläpp, "Säger Barrett." Vi vet inte om andra tillverkare har dessa nederlagsenheter, men det finns redan bevis för att många andra fordon i praktiken avger mer än det tillämpliga gränsvärdet för provningsställen. Så vi försöker göra detta för alla dieselbilar. "