Luftföroreningar har kvävt Kinas städer under de senaste decennierna. Som svar, den kinesiska regeringen har vidtagit åtgärder för att städa upp sin himmel. Men är den politiken effektiv? Nu visar en innovativ studie som är medförfattad av en MIT-forskare att en av Kinas viktigaste lagar mot föroreningar verkligen fungerar – men ojämnt, med en viss uppsättning förorenare som lättast anpassar sig till den.

Studien undersöker en kinesisk lag som har ålagt koleldade kraftverk att avsevärt minska utsläppen av svaveldioxid, en förorening i samband med luftvägssjukdomar, med start i juli 2014. Sammantaget, forskarna fann att med policyn på plats, koncentrationen av dessa utsläpp vid kolkraftverk minskade med 13,9 procent.

"Det finns en betydande minskning av svaveldioxidkoncentrationerna runt den politiska deadline, säger Valerie Karplus, en biträdande professor vid MIT Sloan School of Management och medförfattare till en nypublicerad artikel som beskriver resultaten. "Det är verkligen viktigt. Insatserna är riktigt höga i Kina."

Dock, det översta resultatet kommer med några egenheter. Lagen krävde större minskningar av svaveldioxidutsläppen i regioner som var mer förorenade och är mer folkrika, ändå är de platser – kända som "nyckel" regioner i politiska termer – just där anläggningarna har varit minst följsamma, fann forskarna.

"Vi ser den lägsta överensstämmelsen mellan svaveldioxid som rapporterats av anläggningar och i oberoende satellitåtgärder i nyckelregioner, " Karplus noterar. Det inkluderar koleldade anläggningar i områdena runt Peking och Shanghai, bland andra folkrika, ekonomiskt välbärgade platser.

Verkligen, forskarna upptäckte detta just för att metoden de använde i studien jämför satellitdata som mäter svaveldioxid, å ena sidan, till data från relativt nya, system för övervakning av utsläpp på marken – ett tillvägagångssätt som kan peka ut platser där utsläppen överskrider lagen, även om revisioner och rapporter inte fångar upp överföroreningarna.

Pappret, "Kvantifiera kolkraftverkens svar på strängare utsläppsstandarder för SO2 i Kina, " publiceras denna vecka i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Författarna är Karplus, som är Class of 1943 Career Development Professor och en biträdande professor i global ekonomi och management vid MIT Sloan; Shuang Zhang, en biträdande professor i ekonomi vid University of Colorado i Boulder; och Douglas Almond, professor vid School of International and Public Affairs och Department of Economics vid Columbia University.

För att genomföra studien, forskarna undersökte svaveldioxiddata från Continuous Emissions Monitoring Systems (CEMS), kraftverksbaserade sensorsystem som används för att fånga upp koncentrationer på marken av föroreningar som släpps ut i Kina. Teamet tittade på data från 256 anläggningar i fyra provinser. De använde också NASA-satellitdata som mäter svaveldioxidkoncentrationsnivåer globalt, och i geografisk detalj. Detta gav "en objektiv källa för att bedöma förändringar i emitterande beteende på växtnivå som inte är mottagligt för manipulation, " som forskarna skriver i tidningen.

Det är, CEMS-data kan påverkas av åtgärder vid kraftverk som är utformade för att påverka resultaten – från ofullständig rapportering till manipulering av sensorer. Men NASA-data påverkas inte av försök att påverka avläsningar på marknivå.

Sedan, genom att utvärdera resultaten av de två systemen tillsammans, Karplus, Zhang, och Almond kunde se hur mycket datamängderna motsvarade, och var, genom att fokusera på isolerade kraftverk.

"Eftersom vi jämför mönster i CEMS med en pålitlig och väletablerad datakälla, som hjälper till att göra fallet att det vi ser här är verkligt, och det finns en förklaring bakom det, säger Karplus.

Spännande nog, data från de två övervakningssystemen överensstämde nära i vad forskarna kallar "icke-nyckel" regioner, där den högsta tillåtna koncentrationen av svaveldioxid sänktes från 400 milligram per kubikmeter till 200 milligram per kubikmeter. Men i de hårt förorenade och befolkade "nyckel" regionerna, där gränsen sattes till 50 milligram per kubikmeter, forskningen fann inga bevis för korrespondens.

Den tuffare nya standarden kan ha varit svårare för kraftverk att uppfylla. En potentiell förklaring till de varierande resultaten kan således vara att "de strängare nya standarderna och trycket att följa kan ha skapat incitament för anläggningschefer att förfalska eller selektivt utelämna koncentrationsdata, " som forskarna uttryckte det i tidningen. Studien finner vidare en minskning av den rapporterade efterlevnaden i nyckelregioner från 100 procent till cirka 50 procent, en ytterligare indikation på att den nya standarden var svår för många växter att uppfylla.

Så förutom att resultaten på den nedersta raden indikerar övergripande framsteg, den nya studien kan innehålla ett par policylektioner. För det första, Karplus föreslår, "Regeringar kan och bör använda fjärranalysdata som ett sätt att tillhandahålla en oberoende kontroll av siffrorna de får från utsläppare som är föremål för en viss policy. Satellitdata kan hjälpa till att stödja centralregeringens ambitioner att stävja luftföroreningar."

För att vara säker, hon noterar, det faktum att Kina inte bara använder CEMS-data utan gör den tillgänglig är "ett tecken på verkliga framsteg inom miljöledning i Kina." Men satellitdata är avgörande för korrekt övervakning.

Dessutom, Karplus tillägger, skärpta föroreningsstandarder är nödvändiga, men inte tillräckligt för att få utsläpparna att göra varaktiga minskningar av föroreningarna. Nya standarder kommer sannolikt att fungera bäst när de åtföljs av starkare implementeringsförmåga hos företag och lokala myndigheter, samt regler och normer som stödjer korrekt rapportering.

"Miljöpolitiken existerar inte i ett vakuum, ", säger Karplus. "Det kräver omformning av den rådande förståelsen för företagens miljöansvar och etablerar trovärdiga rapporteringssystem. I Kina, det är fortfarande en lång väg kvar, men de senaste framstegen är mycket uppmuntrande."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.