Kaliforniens begränsningar av fordonsutsläpp har varit så effektiva att i minst ett stadsområde, Los Angeles, den mest oroande källan till farliga aerosolföroreningar kan mycket väl vara träd och andra gröna växter, enligt en ny studie från University of California, Berkeley, apotek.

Aerosoler – partiklar av kolväten som kallas PM2.5 eftersom de är mindre än 2,5 mikrometer i diameter och lätt fastnar i lungorna – har visat sig orsaka hjärt- och kärlproblem och andningsproblem.

Som ett resultat av stränga lagar om utsläpp från fordon, organiska aerosolhalter har minskat avsevärt i hela USA, men nedgången har varit särskilt dramatisk i Los Angeles, som började på en högre nivå.

Baserat på föroreningsmätningar under de senaste 20 åren, UC Berkeley -forskarna fann att koncentrationerna av PM2,5 i Los Angeles -bassängen 2012 var hälften av vad de var 1999. Som ett resultat, från 2016 till 2018, det fanns nästan inga PM2,5-överträdelser i området när temperaturen var låg, under 68 grader Fahrenheit. Men vid varmare temperaturer, aerosolkoncentrationerna steg under samma tidsperiod, 70% till 80% av dagarna över 100 F överskred tröskeln för National Ambient Air Quality Standard (NAAQS).

"Den positiva nyheten är att där vi förstod källan och agerade, att åtgärden har varit otroligt effektiv, sa Ronald Cohen, en atmosfärisk kemist och UC Berkeley professor i kemi. "Tjugo år sedan, nästan varje dag i LA bröt mot en hälsobaserad standard. Och nu är det bara de varma dagarna."

Som fordonets organiska kemikalier - föreningar av cancerframkallande ämnen som bensen och toluen - tappades, experter på luftkvalitet fokuserade på andra potentiella källor till aerosoler i de städer med ohälsosamma nivåer. Många forskare tror att personlig vård och hushållsrengöringsprodukter - vissa till synes lika godartade som citrusdoftet limonen - kan vara boven. Med tanke på temperaturberoendet för aerosolnivåer i Los Angeles, Cohen tvivlar på det.

"Det finns en växande enighet om att som bilar blev oviktiga, hushållskemikalier dominerar källan till organiska ämnen till atmosfären och, därför, dominerar källan till aerosoler, "sa han." Jag säger att jag inte förstår hur aerosoler från dessa kemikalier kan vara temperaturberoende, och, därför, Jag tror nog att det är något annat. Och träd är en bra kandidat."

Växter är kända för att släppa ut mer organiska kemikalier när temperaturen stiger och i många skogsområden är träd källan till organiska kemikalier som kombineras med mänskligt producerade kväveoxider för att bilda aerosol. President Ronald Reagan hade delvis rätt när han ökänd 1981 uttalade att "Träd orsakar mer föroreningar än bilar gör." Just då, forskare lärde sig om skogarnas roll kring Atlanta när det gäller att orsaka stadens luftföroreningar.

Cohen och tidigare Berkeley -masterstudenten Clara Nussbaumer granskade organiska kemiska utsläpp från olika växter som man vet växer eller odlas i Los Angeles -området och fann att vissa, såsom stadens ikoniska mexikanska fläktpalmer, producerar massor av flyktiga organiska föreningar. Ekar är också höga utsläpp av organiska kemikalier.

De uppskattade att i genomsnitt, 25% av aerosolerna i Los Angeles-bassängen kommer från vegetation, som inkluderar uppskattningsvis 18 miljoner eller fler träd.

Växtbaserade aerosoler är sannolikt gjorda av kemikalien isopren - byggstenen i gummi eller växtkemikalier som terpener, som består av två eller flera isoprenbyggstenar kombinerade för att bilda en mer komplex molekyl. Cohen säger att PM2.5 -aerosoler kan betraktas som "små pärlor av ljusvax, "med växtbaserade aerosoler bestående av många molekyler isopren och terpener, som finns i tallhartser.

"Jag föreslår inte att vi ska bli av med växter, men jag vill att människor som funderar på storskalig plantering väljer de rätta träden, " sa han. "De borde plocka lågemitterande träd istället för högemitterande träd."

Forskningen beskrevs denna månad i tidningen Miljövetenskap och teknik .

Hur påverkar den globala uppvärmningen föroreningar?

Cohen, som har studerat temperaturberoendet av ozonnivåer i städerna för insikt i vilken påverkan klimatförändringar kommer att ha på föroreningar, beslutade för två år sedan att undersöka temperaturberoende av ozon och aerosolföroreningar i fem län i Los Angeles -bassängen:Los Angeles, San Bernardino, Riverside, Orange och Ventura. Han och Nussbaumer tittade på data från 22 mätplatser över bassängen – åtta i LA County, två i Orange County, fem i Riverside County, fyra i San Bernardino County, och tre i Ventura County - för att studera aerosoler, och på fyra platser – tre i LA, en i San Bernardino — för att studera ozon.

Forskarna fann att i början av 2000-talet, förhållandet mellan temperatur och aerosolföroreningar var ganska varierat:om temperaturen gick upp, ibland skulle PM2,5-koncentrationerna öka mycket, ibland lite. I dag, förhållandet är mer linjärt:Om temperaturen går upp en grad, PM2,5-koncentrationerna ökar förutsägbart med en bestämd mängd.

Cohen och Nussbaumer fokuserade främst på sekundära organiska aerosoler (SOA), som bildas som partiklar när gasformiga föroreningar – främst kväveoxider (NOx) och flyktiga organiska föreningar (VOC) – reagerar med solljus. Samma förhållanden ger ozon.

Med hjälp av en enkel atmosfärisk modell, de drog slutsatsen att både reglerade kemikalier från fordonsavgaser och matlagning – primära organiska aerosoler som bensen, toluen, etylbensen och xylen - och isopren från växter var föregångare till majoriteten av de organiska aerosoler som observerades. Deras modell tyder på att ungefär en fjärdedel av SOA i LA -bassängen bildas av isopren eller andra mycket liknande föreningar, och att dessa representerar det mesta av den temperaturberoende ökningen. Även om det finns bevis för att vissa temperaturberoende VOC har kontrollerats över tid, såsom de från avdunstning av bensin, isopren är inte en av dem.

Cohen noterade att när elbilsanvändningen ökar, betydelsen av organiska aerosoler från vegetation kommer att bli mer dominerande, kräver begränsande åtgärder för att hålla nivåerna inom regleringsgränser under värmeböljor.

"Bilar bidrar också till ozon, och i LA -bassängen är ozonhalten också hög, vid höga temperaturer och av samma anledning:Det finns fler organiska molekyler för att driva kemin när den är varm, ", sa Cohen. "Vi vill ha en strategi för att fundera över vilka växter som kan släppa ut färre kolväten när det blir varmt eller vilka andra utsläpp vi kan kontrollera som förhindrar bildandet av aerosoler."

Cohen hoppas kunna titta på data från andra stadsområden, inklusive San Francisco Bay Area, för att se om de temperaturberoende aerosolerna nu dominerar, och om växtligheten är boven.

Studien finansierades delvis av ett anslag (NA18OAR4310117) från National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Cohen och Allen Goldstein, en UC Berkeley professor i miljövetenskap, politik och förvaltning samt civil- och miljöteknik, har också samarbetat med NOAA -forskare och staten och lokala luftkvalitetsmyndigheter om ett experiment för att observera utsläpp i Los Angeles vid olika temperaturer. Genom att kombinera dessa olika observationsstrategier i LA Basin, Cohen hoppas, "kommer att leda till bättre idéer för att minska höga ozon- och aerosolhändelser i bassängen, sådana som sedan kan användas som en guide i andra större städer som lider av dålig luftkvalitet. "