Koncentrationen av ultrafina partiklar mindre än 50 nanometer i diameter steg med en tredjedel i luften i São Paulo, Brasilien, när högre etanolpriser fick förare att byta från etanol till bensin, enligt en ny studie av en kemist från Northwestern University, en National University of Singapore ekonom och två University of São Paulo fysiker.

Miljöskyddsmyndigheter över hela världen mäter eller reglerar för närvarande inte partiklar av denna storlek, vilka studier har visat vara skadliga för människors hälsa.

Forskargruppen fann också när São Paulo-förare – cirka två miljoner av dem – bytte tillbaka till etanol eftersom priserna hade sjunkit, koncentrationen av ultrafina partiklar sjönk också. Denna låsstegsrörelse illustrerar en mycket snäv korrelation mellan bränsleval och nanopartiklar i luften.

"Vi studerade São Paulo, men det finns många nordamerikanska städer, inklusive Chicago, med liknande luftkemi, speciellt vår till höst, "sade Franz M. Geiger, professor i kemi vid Northwesterns Weinberg College of Arts and Sciences.

"Pushen vi ser i stora städer bort från bensin och mot fordon som drivs av etanol, elektricitet eller en blandning av de två kommer att resultera i en minskning av dessa ultrafina partiklar. Detta kommer troligen med en hälsofördel - dessa partiklar, under en mikron, har potential att komma djupt ner i dina lungor, " han sa.

Geiger och Alberto Salvo, docent i ekonomi vid National University of Singapore, ledde den ovanliga studien - deras andra med São Paulo big data. Det faktum att São Paulo-konsumenter kan och kan byta mellan bränslen av skäl som inte är relaterade till luftkvaliteten gav forskarna ett verkligt laboratorium för att studera effekterna av mänskligt beteende vid bränslepumpen på luftföroreningar i städer.

Studien kommer att publiceras den 17 juli av tidskriften Naturkommunikation . Utsikterna till ökad användning av biobränsle och ökande bevis på ultrafines hälsoeffekter gör resultatpolitiken relevant, skriver författarna.

"Med denna kunskap, vi hoppas att mer pengar och mänskliga resurser kommer att investeras i att försöka förstå och eventuellt övervaka dessa ultrafina partiklar, sa Salvo, som tidigare var med Northwesterns Kellogg School of Management. "Det stora okända är vilken typ av partiklar som är mest skadliga för hälsan."

Det tvärvetenskapliga teamet genomförde en regressionsanalys av trafiken, konsumentbeteende, aerosolpartikelstorlek och meteorologiska data från januari 2011 till maj 2011. De studerade data var från tidigare, under och efter tidpunkten för ett större bränslebyte på grund av stora fluktuationer i etanolpriserna.

Forskarna fann också att valet av bränsle inte hade någon effekt på koncentrationen av större partiklar. Dessa partiklar inkluderar fina partiklar 2,5 mikron i diameter (PM2,5) ner till partiklar 100 nanometer i diameter. USA och många andra länder reglerar PM2.5, men partiklar mindre än PM2,5 är inte reglerade.

Geiger och Salvo hade turen att ha tillgång till aerosolpartikelstorleksfördelningsdata från ett icke-relaterat forskningsprojekt som övervakades av Paulo Artaxo och Joel Brito vid universitetet i São Paulo. Artaxo och Britos experiment fångade data från tidigare, under och efter den stora bränsleomkopplaren. De är medförfattare till Naturkommunikation papper, tillsammans med Geiger och Salvo.

De Naturkommunikation studien bygger på en tidigare studie där Geiger och Salvo fann att en ökning av etanolanvändningen resulterade i en betydande ökning av ozonkoncentrationerna i São Paulo. Tjänstemän, Geiger sa, kommer att behöva väga ökningen av ozon mot minskningen av nanopartiklar när etanol används.

Nästa, för det tredje kapitlet i berättelsen, forskargruppen skulle vilja ta reda på vad som hände i termer av hälsoresultat i São Paulo när bilar bytte från bensin till etanol och tillbaka till bensin.

Uppsatsen har titeln "Minskade nivåer av ultrafina partiklar i São Paulos atmosfär under skift från bensin- till etanolanvändning."