En internationell studie ledd av atmosfäriska forskare vid PSI visar för första gången vilka delar av partiklar i luften över norra Indien som är särskilt skadliga för hälsan.
Ingen annanstans andas människor så smutsig luft som i Indien. Enligt Världshälsoorganisationen kan så många som 1,3 miljoner dödsfall per år på subkontinenten hänföras till förorenad luft.
Med sitt nationella program för ren luft vill den indiska regeringen vidta motåtgärder. För att göra detta måste beslutsfattare veta vilka källor partiklarna kommer ifrån, hur de fördelas regionalt och hur skadliga vissa föreningar är för människors hälsa. Denna viktiga information har nu tillhandahållits för första gången av en studie ledd av medlemmar av Laboratory for Atmospheric Chemistry vid PSI, med partners från Indien, Kina, Tyskland, Danmark, Frankrike, Spanien och Schweiz.
Forskarna har inte bara fastställt mängden och ursprunget av partiklar i luften, utan också deras oxidativa potential – en viktig faktor för den skadliga effekt en kemisk förening kan ha på levande celler och därmed på hälsan. Studien har nu publicerats i tidskriften Nature Communications .
Fokus för studien låg på den indiska huvudstaden New Delhi, och inte för första gången. Av alla städer på jorden anses det vara metropolen med den högsta koncentrationen av partiklar i luften. Under de senaste fyra åren hade forskarna redan fått banbrytande insikter om luftföroreningarna där. I en studie från 2023 visade de för första gången att kemiska processer löper annorlunda i himlen över New Delhi än i andra större städer.
Den här gången var teamet intresserade av källorna till partikelutsläpp och den patogena effekten av vissa ämnen. Enligt studien spelar ofullständig förbränning en särskilt stor roll för att förorena luften. Även icke-experter känner igen detta:"Om det ryker är förbränningen ofullständig", förklarar Imad El Haddad. Han och André Prévôt från Laboratory for Atmospheric Chemistry vid PSI ledde den senaste studien.
Framför allt är förbränning av biomassa eller avfall en stor bidragande orsak till bildandet av partiklar och smog. Detta inkluderar förbränning av kogödsel för uppvärmning och matlagning, vilket också producerar höga halter av partiklar. Till detta kommer den föråldrade fordonsflottan, särskilt de små fordon som kallas tuktuks, som ofta används i Indien, och motorskotrar med ineffektiva tvåtaktsmotorer.
För att bättre bedöma den lokala och regionala spridningen av partiklar utökade teamet nätverket av mätplatser jämfört med den tidigare studien och lade till två platser i stadsområdet New Delhi, en i området kring huvudstaden och en i Kanpur, ca. 500 kilometer sydost om huvudstaden. Proverna från dessa platser undersöktes vid PSI med hjälp av masspektroskopi för att bestämma deras sammansättning.
Mängden partiklar i luften är en viktig faktor – men inte den enda. Hur hälsoskadlig en dammpartikel är beror på dess kemiska sammansättning och dess oxidativa potential. Enkelt uttryckt hänvisar detta till den stress som en kemisk förening sätter på levande celler och i slutändan hela organ som lungor eller blodkärl. Denna stress kan leda till astma, inflammation, högt blodtryck och andra sjukdomar.
Teamet bestämde denna oxidativa potential och korrelerade den med lokala och regionala partikelkällor. Trots att den kemiska sammansättningen av partiklar var olika på olika platser, kan den höga oxidativa potentialen hos i synnerhet organiska aerosoler spåras tillbaka till den ofullständiga förbränningen av biomassa och fossila bränslen, tillsammans med deras organiska oxidationsprodukter i atmosfären.
Jämfört med Europa eller Kina släpps en större andel av dessa komponenter ut lokalt, med fortfarande ett betydande bidrag från regionala källor. Detta överensstämmer med resultaten från förra årets studie.
För programledaren André Prévôt var det fyraåriga programmet en fullständig framgång och ett viktigt bidrag till bedömningen av luftkvaliteten för de 900 miljoner människor som bor i Gangesflodens lågland. "Ändå har vi fortfarande en lång väg kvar att gå", säger Prévôt.
"Indien behöver strikta åtgärder och långsiktig övervakning, såväl som samhällsförändringar och bättre medvetenhet hos allmänheten om miljöskydd." Så det kommer fortfarande att ta lite tid innan miljöförhållandena i norra Indien förbättras.
Mer information: Deepika Bhattu et al., Lokala ofullständiga förbränningsutsläpp definierar den oxidativa potentialen för PM2.5 i norra Indien, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47785-5
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av Paul Scherrer Institute
