Halterna av två stora luftföroreningar har minskat drastiskt sedan nedstängningarna började som svar på covid-19-pandemin, men en sekundär förorening – marknära ozon – har ökat i Kina, enligt ny forskning.

Två nya studier i AGU:s journal Geofysiska forskningsbrev hitta kvävedioxidföroreningar över norra Kina, Västeuropa och USA minskade med så mycket som 60 procent i början av 2020 jämfört med samma tid förra året. Kvävedioxid är en mycket reaktiv gas som produceras vid förbränning och som har många skadliga effekter på lungorna. Gasen kommer vanligtvis in i atmosfären genom utsläpp från fordon, kraftverk och industriell verksamhet.

Förutom kvävedioxid, en av de nya studierna visar att partikelföroreningar (partiklar mindre än 2,5 mikron) har minskat med 35 procent i norra Kina. Partiklar består av fasta partiklar och vätskedroppar som är tillräckligt små för att tränga djupt ner i lungorna och orsaka skada.

De två nya artiklarna är en del av en pågående specialsamling av forskning i AGU-tidskrifter relaterad till den aktuella pandemin.

En så betydande minskning av utsläppen är aldrig tidigare skådad sedan övervakning av luftkvalitet från satelliter började på 1990-talet, sa Jenny Stavrakou, en atmosfärsforskare vid Royal Belgian Institute for Space Aeronomy i Bryssel och medförfattare till en av tidningarna. De enda andra jämförbara evenemangen är kortsiktiga minskningar av Kinas utsläpp på grund av strikta regler under evenemang som OS i Peking 2008.

Förbättringarna av luftkvaliteten kommer sannolikt att vara tillfälliga, men resultaten ger forskarna en inblick i hur luftkvaliteten kan se ut i framtiden när utsläppsreglerna blir strängare, enligt forskarna.

"Kanske kan detta oavsiktliga experiment användas för att bättre förstå utsläppsreglerna, ", sa Stavrakou. "Det är några positiva nyheter i en mycket tragisk situation."

Dock, minskningen av kvävedioxidföroreningar har orsakat en ökning av ytozonnivåerna i Kina, enligt en av de nya studierna. Ozon är en sekundär förorening som bildas när solljus och hög temperatur katalyserar kemiska reaktioner i den lägre atmosfären. Ozon är skadligt för människor på marknivå, orsakar lung- och hjärtsjukdomar.

I mycket förorenade områden, speciellt på vintern, ytozon kan förstöras av kväveoxider, så ozonhalterna kan öka när kvävedioxidföroreningarna minskar. Som ett resultat, även om luftkvaliteten i hög grad har förbättrats i många regioner, ytozon kan fortfarande vara ett problem, enligt Guy Brasseur, en atmosfärsforskare vid Max Planck Institute for Meteorology i Hamburg, Tyskland, och huvudförfattare till en av de nya studierna.

"Det betyder att genom att bara minska [kvävedioxiden] och partiklarna, du kommer inte att lösa ozonproblemet, sa brassören.

Världsomspännande utsläpp

Stavrakou och hennes kollegor använde satellitmätningar av luftkvalitet för att uppskatta förändringarna i kvävedioxidföroreningar över utbrottets stora epicentra:Kina, Sydkorea, Italien, Spanien, Frankrike, Tyskland, Iran och USA.

De fann att kvävedioxidföroreningar minskade med i genomsnitt 40 procent över kinesiska städer och med 20 till 38 procent över Västeuropa och USA under 2020 års lockdown, jämfört med samma tid 2019.

Dock, studien fann att kvävedioxidföroreningen inte minskade över Iran, ett av de tidigast och hårdast drabbade länderna. Författarna misstänker att detta beror på att fullständiga låsningar inte var på plats förrän i slutet av mars och innan dess, hemmabeställningar ignorerades till stor del. Författarna såg en nedgång i utsläppen under den iranska nyårshelgen efter den 20 mars, men detta dopp observeras under firandet varje år.

Luftkvalitet i Kina

Den andra studien tittade på förändringar i luftkvaliteten i norra Kina där viruset först rapporterades och där låsningarna har varit mest strikta.

Brasseur analyserade halter av kvävedioxid och flera andra typer av luftföroreningar uppmätt av 800 marknära luftkvalitetsövervakningsstationer i norra Kina.

Brasseur och hans kollega fann att partikelföroreningarna minskade med i genomsnitt 35 procent och kvävedioxiden minskade med i genomsnitt 60 procent efter att nedstängningarna började den 23 januari.

Dock, de fann att den genomsnittliga ozonkoncentrationen på ytan ökade med en faktor 1,5-2 under samma tidsperiod. På marknivå, ozon bildas från komplexa reaktioner som involverar kvävedioxid och flyktiga organiska föreningar (VOC), gaser som släpps ut av en mängd olika hushålls- och industriprodukter, men ozonnivåerna kan också påverkas av väderförhållanden och andra faktorer.