Language
Влияние регулирования выбросов от судоходства на изменения состава городских аэрозолей, выявленное с помощью рецепторного и численного моделирования

Блог

ДомДом / Блог / Влияние регулирования выбросов от судоходства на изменения состава городских аэрозолей, выявленное с помощью рецепторного и численного моделирования
search

Aug 10, 2023

10 лучших плюс

Dec 16, 2023

10 лучших плюс

Jul 31, 2023

10 отличных круизеров для начинающих

Aug 29, 2023

10 человек погибли в танцевальной студии Лос-Анджелеса в канун Лунного Нового года

Dec 10, 2023

11 лучших велосипедных шлемов для разных велосипедистов 2023 года

Отправьте запрос
ПРЕДСТАВЛЯТЬ НА РАССМОТРЕНИЕ

May 14, 2023

Влияние регулирования выбросов от судоходства на изменения состава городских аэрозолей, выявленное с помощью рецепторного и численного моделирования

npj Наука о климате и атмосфере

npj Наука о климате и атмосфере, том 6, Номер статьи: 52 (2023) Цитировать эту статью

326 Доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

В последнее время как на местном, так и на национальном уровне были внедрены различные меры контроля выбросов от судоходства. Однако трудно отследить влияние этих факторов на уровни PM2,5 из-за нелинейной зависимости, существующей между изменениями в выбросах прекурсоров и компонентами PM. Факторизация положительной матрицы (PMF) показывает, что переход на более чистые виды топлива с января 2020 года приводит к значительному сокращению выбросов PM2,5, связанных с судоходством, особенно сульфатных аэрозолей и металлов (V и Ni), не только на территории порта, но и на городской фоновый сайт. Анализ чувствительности CMAQ показывает, что сокращение выбросов вторичных неорганических аэрозолей (SIA) в дальнейшем распространяется на внутренние районы с подветренной стороны от портов. Кроме того, снижение выбросов вторичных органических аэрозолей (SOA) в прибрежных городских районах можно ожидать либо на основе результатов моделирования рецепторов, либо на основе моделирования CMAQ. Результаты этого исследования показывают возможность получения пользы для здоровья человека в прибрежных городах за счет контроля выбросов от судоходства.

Обеспокоенность по поводу вклада загрязнителей воздуха от судоходного сектора в глобальные выбросы широко обсуждалась1,2,3,4. По оценкам, выбросы океанских судов составляют 5–8% и 15% глобальных антропогенных оксидов серы (SOx) и оксидов азота (NOx) соответственно1. В среднем 70% загрязнителей воздуха в результате судоходства выбрасывается в пределах 400 км от береговой линии, что указывает на потенциальную значимость бремени загрязнения воздуха с судов в прибрежных городах и глобальных фоновых уровней твердых частиц5. Было подсчитано, что выбросы с судов, связанные с маневрированием и размещением в гостиницах в гавани Лос-Анджелеса, составляют 1,4% первичных PM2,5, наблюдаемых в 80 км от суши6. Вклад выбросов от судоходства оценивается в 1–14% от концентраций PM2,5, наблюдаемых в прибрежных регионах Европы, и на их долю приходится до 25% первичных PM2,5 в горячих точках1,2,5. Более короткое время жизни NOx внутри шлейфа выбросов судов (~1,8 часа) по сравнению с типичными морскими условиями (~6,6 часа в полдень) может привести к повышению уровня нитратных аэрозолей (например, NH4NO3 и NaNO3) вблизи морских путей7. Кроме того, повышенные уровни сульфатных аэрозолей могут объясняться ускоренной скоростью превращения диоксида серы (SO2) в сульфат (SO42-) в судоходных шлейфах с металлическими элементами (выбрасываемыми при сжигании тяжелого мазута), которые действуют как катализаторы в процессах окисления. (например, (NH4)2SO4 и NH4HSO4) в морском пограничном слое8,9. Кроме того, переносимые воздушные массы, обогащенные SO2, при благоприятных атмосферных условиях (высокая относительная влажность) для образования SIA могут привести к повышенному содержанию сульфатных аэрозолей вблизи прибрежных городов10,11.

Значительное влияние выбросов от судоходства не только на качество воздуха, но и на неблагоприятные последствия для здоровья, такие как сердечно-сосудистые заболевания, респираторные заболевания и преждевременная смерть, было хорошо задокументировано4,12,13,14,15,16,17. Согласно экспертному опросу проекта ВОЗ-HRAPIE, выбросы от судоходства считаются важной категорией источников с точки зрения здоровья в глобальном масштабе из-за роста загрязнения воздуха, связанного с увеличением международной торговли и использованием некачественного топлива. в результате образуются аэрозоли, содержащие токсичные элементы16,18,19,20. Были высказаны опасения по поводу повышенного уровня металлов в аэрозолях, особенно ванадия (V) и никеля (Ni) в портовых районах21, поскольку судоходные шлейфы с относительно высокой кислотностью могут увеличить биодоступность этих металлических соединений8,22,23,24. Также был рассмотрен высокий потенциал рисков для здоровья от токсичных органических химикатов, связанных с выбросами выхлопных газов судов, таких как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), полихлорированные дибензо-п-диоксины и полихлорированные дибензофураны (ПХДД/Ф)5,25, а также повышенный уровень нанотехнологий. -частицы, образующиеся в результате выбросов выхлопных газов судоходства в прибрежных регионах, были подняты в качестве проблем4,19,26,27.

 0.9), compared to the plots for raw measurements (see Supplementary Fig. 4). When the spatial distribution of ratios between shipping tracers was assessed, a slightly enhanced ratio of V to Ni (V/Ni) in PM2.5 was observed at Sin-Hang (2.2, see Fig. 3a), compared to Yeon-San (1.8, see Fig. 3b). The V/Ni ratios obtained in this study were comparable to those reported by others. Manousaks et al. reported that the V/Ni ratio in PM2.5, derived from the PMF shipping-source is 3.040. It was shown that the V/Ni ratios were 2.3–3.5 and 2.06 for shipping exhausts and crustal sources, respectively1,41. The V/Ni ratio measured in shipping fuel oil was about 2.542. Meanwhile, interestingly the ratios of nss-SO42− to V (nss-SO42−/V) in PM2.5 were apparently distinguishable between the two sites, with mean ratios of 35 and 362 at Sin-Hang and Yeon-San, respectively (see Fig. 3c, d). The fact that ammonium sulphates are major secondary inorganic components in PM2.5 and formed during transport may result in the developed levels of SO42− in inland areas. Therefore, it may be inferred that around 90% of nss-SO42− in PM2.5 is attributable to secondary formation at Yeon-San, approximately 6 km to the north of the port regions, while only 10% of nss-SO42− is associated with freshly emitted emissions, under the following assumptions: chemical reaction of V contained in PM2.5 is minor during transport from near port regions to inland location; and the use of PMF-resolved ratio between two components (i.e., nss-SO42−/V) can normalise the shipping plume dilution effect. It was demonstrated that the nss-SO42−/V ratio measured from shipping exhausts ranged from 11 to 2741, and the higher ratio of 200–400 was obtained from inland urban aerosols in the summer, associated with shipping as the source1. The significant contribution from shipping emissions to secondary PM2.5 formation has been outlined in other studies. At Yangshan Harbour in China, the shipping-source contribution to annual PM2.5 was estimated as 1.02 μg m−3 using a PMF-based method, and this value was higher by one order of magnitude than that of primary PM2.5 estimated from V-based method (0.10 μg m−3)16,43. These results have significant implications in terms of the wisdom of controlling shipping emissions in coastal cities to mitigate PM2.5 levels, which can ultimately provide human health benefits./p> 9) and aromatics are more associated with shipping emissions, than vehicular exhausts9. The halogenated hydrocarbons such as chlorofluorocarbon (CFCs), tetrachloroethylene (TCE) and hexachlorobutadiene (HCBD) have been considered as indicators for aged air masses47,48,49,50, however the spatial analysis result in this study showed that these trace gases might be enhanced by local sources in port regions. As shown in Fig. 4a, this factor showed strong seasonality, having an enhanced contribution in summer when influenced by oceanic air masses. As well, there was a distinctive diurnal pattern with higher levels during the daytime. The PMF-derived polar plot showed that the largest concentration for trace gases at Site A was determined by southerly wind at with relatively low wind speed. Thus, Factor 1 was assigned to shipping emission sources./p> 10) appeared in the PMF shipping-source profile (see Supplementary Fig. 7) and intermediate VOCs (IVOC) has been highlighted in SOA formation potential9,67,68./p> MDL; 0.2 when Cij ≦ MDL), and MDL is the detection limit determined by means of repeated measurements./p>