I september 2015, den tyska biltillverkaren Volkswagen visade sig ha olagligt fuskat federala utsläppstester i USA, genom att avsiktligt programmera utsläppskontrollanordningar så att de bara slås på under laboratorietester. Enheterna gjorde det möjligt för mer än 11 ​​miljoner passagerarfordon att uppfylla amerikanska utsläppsstandarder i laboratoriet trots att de producerade utsläpp upp till 40 gånger högre än den lagliga gränsen i verkliga körförhållanden.

Nu rapporterar en ny MIT-studie att Volkswagen inte är den enda biltillverkaren som tillverkar dieselbilar som producerar mycket mer utsläpp på vägen än i laboratorietester. Studien, publiceras denna månad i Atmosfärisk miljö , finner att i Europa, 10 stora biltillverkare tillverkade dieselbilar, såldes mellan 2000 och 2015, som genererar upp till 16 gånger mer utsläpp på vägen än i regulatoriska tester – en nivå som överskrider europeiska gränsvärden men som inte bryter mot några EU-lagar.

Vad mer, forskarna förutspår att dessa överskottsutsläpp kommer att ha en betydande hälsoeffekt, orsakar cirka 2, 700 förtida dödsfall per år i Europa. Dessa hälsoeffekter, de hittade, är "gränsöverskridande, " vilket innebär att dieselutsläpp som produceras i ett land kan påverka befolkningen i andra länder negativt, tusentals kilometer bort.

"Du kanske föreställer dig att där överskottsutsläppen sker är där människor kan dö tidigt, " säger studieförfattaren Steven Barrett, Raymond L. Bisplinghoff professor i flygteknik och astronautik vid MIT. "Men istället finner vi att 70 procent av de totala hälsoeffekterna är gränsöverskridande. Det tyder på att samordning inte behövs i landet, men på kontinental skala, att försöka lösa detta problem med överskottsutsläpp."

De 10 tillverkarnas överskottsutsläpp får inte vara ett resultat av olagliga överträdelser, som var fallet med Volkswagen. Istället, teamet skriver att "tillåtande testförfaranden på EU-nivå och bristfälliga utsläppskontrollstrategier" kan vara skyldiga.

Forskarna rapporterar att det är bra:Om alla 10 biltillverkarna skulle förbättra sina utsläppskontrolltekniker för att prestera på samma nivå som den bästa tillverkaren i gruppen, detta skulle förhindra upp till 1, 900 förtida dödsfall per år.

"Det är ganska betydande när det gäller antalet förtida dödsfall som skulle undvikas, " säger Barrett.

Barretts medförfattare vid MIT är Guillaume Chossière, Robert Malina (nu vid Hasselts universitet), Florian Allroggen, Sebastian Eastham, och Raymond Speth.

Ställa in rattarna

Studien fokuserar på utsläpp av kväveoxider, eller NOx, en typ av gas som produceras i dieselavgaser. När gasen oxideras och reagerar med ammoniak i atmosfären, den bildar fina partiklar och kan färdas långa sträckor innan den sätter sig. När dessa partiklar andas in, de kan sitta djupt i lungorna, orsakar luftvägssjukdomar, astma, och andra lung- och hjärttillstånd. Dessutom orsakar NOx-utsläpp bildandet av ozon, en förorening som länge förknippats med negativa hälsoeffekter.

"Det finns många gånger så många dieselbilar i Europa jämfört med USA, dels för att EU började driva diesel av miljöskäl, eftersom det ger mindre koldioxidutsläpp jämfört med [bensin], " säger Barrett. "Det är ett fall där diesel förmodligen har varit fördelaktigt när det gäller klimatpåverkan, men det har kommit på bekostnad av människors hälsa."

Nyligen, EU började skärpa sina standarder för dieselavgaser för att minska NOx-utsläppen och deras hälsoeffekter. Dock, oberoende undersökningar har funnit att de flesta dieselbilar på vägen inte uppfyller de nya utsläppsnormerna under verkliga körförhållanden.

"Inledningsvis kunde tillverkarna verkligen uppfylla reglerna, men på senare tid verkar det som om de nästan har justerat rattarna för att uppfylla bestämmelserna på papper, även om det i verkligheten inte återges på vägen, " säger Barrett. "Och det har inte varit olagligt i Europa."

Livsexponering

I den här studien, Barrett och hans kollegor kvantifierade hälsoeffekterna i Europa av överskott av NOx-utsläpp - utsläpp som inte togs med i standardfordonstestning utan produceras under faktiska körförhållanden. De uppskattade också specifika tillverkares bidrag till de totala hälsoeffekterna relaterade till överskottsutsläppen.

Forskarna övervägde 10 stora biltillverkare av dieselbilar som säljs i Europa, för vilka laboratorie- och vägdata fanns tillgängliga:Volkswagen, Renault, Peugeot-Citroën, Fiat, Vadställe, General Motors, BMW, Daimler, Toyota, och Hyundai. Tillsammans, dessa grupper representerar mer än 90 procent av det totala antalet sålda dieselbilar mellan 2000 och 2015, i 28 medlemsländer i EU, tillsammans med Norge och Schweiz.

För varje tillverkare, teamet beräknade den totala mängden överskottsutsläpp som producerades av tillverkarens dieselbilsmodeller, baserat på tillgängliga utsläppsdata från laboratorietester och oberoende tester på väg. De fann att totalt sett, dieselbilar producerar upp till 16 gånger mer NOx-utsläpp på vägen än i labbtester.

De beräknade sedan de överskottsutsläpp som är förknippade med varje tillverkares dieselbil, genom att ta hänsyn till antalet bilar som såldes mellan 2000 och 2015, för varje land där dessa bilar såldes.

Teamet använde GEOS-Chem, en kemitransportmodell som simulerar cirkulationen av kemikalier och partiklar genom atmosfären, för att spåra var varje tillverkares överskott av NOx-utsläpp reste över tiden. De överlagrade sedan en befolkningskarta över EU på atmosfärsmodellen för att identifiera specifika populationer som löpte störst risk att exponeras för de överskjutande NOx-utsläppen.

Till sist, teamet konsulterade epidemiologiskt arbete för att relatera olika populationers NOx-exponering till deras uppskattade hälsorisk. Forskarna övervägde fyra huvudpopulationer i dessa beräkningar:vuxna med ischemisk hjärtsjukdom, stroke, kronisk obstruktiv lungsjukdom, och lungcancer.

Övergripande, de uppskattade att varje år, 2, 700 personer inom dessa befolkningsgrupper kommer att förlora minst ett decennium av sitt liv på grund av exponering för för höga NOx-utsläpp från personbilar. De delade upp denna siffra efter tillverkare och fann en stor spridning av hälsoeffekter:Volkswagen, Renault, och General Motors producerade dieselbilar förknippade med de mest årliga förtida dödsfallen, varje numrering i hundra, medan Toyota, Hyundai, och BMW var förknippade med färre tidiga dödsfall.

"Skillnaden mellan tillverkare var mer än en faktor fem, som var mycket större än vi förväntade oss, " säger Barrett.

"Det finns ingen säker nivå"

För varje land, teamet jämförde också de överskottsutsläpp som de producerade själva, jämfört med antalet förtida dödsfall som dess befolkning ådrog sig, och hittade praktiskt taget inget förhållande. Det är, vissa länder, som Polen och Schweiz, producerade mycket små NOx-utsläpp och upplevde ändå ett oproportionerligt antal förtida dödsfall till följd av överdrivna utsläpp med ursprung i andra länder.

Barrett säger att denna gränsöverskridande effekt kan bero på arten av NOx-utsläpp. Till skillnad från partiklar som spys ut från skorstenar, såsom sot, som mestadels bosätter sig i närområdet, NOx släpps först ut som en gas, som lätt kan bäras av vinden över tusentals kilometer, innan de reagerar med ammoniak för att bilda partiklar, en form av kemikalien som i slutändan kan orsaka andnings- och hjärtproblem.

"Det finns nästan inget samband mellan vem som kör [dieselbilar] och vem som drabbas av hälsofördelarna, eftersom effekterna är så diffusa i hela Europa, " säger Barrett.

Studien avslutas med ett slutligt resultat:Om alla 10 tillverkarna skulle klara avgasutsläppen på väg för den bästa tillverkaren i gruppen, detta skulle undvika 1, 900 förtida dödsfall på grund av NOx-exponering. Men Barrett säger till slut, Tillsynsmyndigheter och tillverkare måste gå ännu längre för att förhindra utsläppsrelaterade dödligheter.

"Lösningen är att eliminera NOx helt, " säger Barrett. "Vi vet att det finns effekter på människors hälsa ända ner till förindustriella nivåer, så det finns ingen säker nivå. Vid denna tidpunkt, det är inte så att vi måste gå tillbaka till [bensin]. Det är mer att elektrifiering är svaret, och i slutändan måste vi ha nollutsläpp i städer."