ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย CU Boulder กำลังใช้เหตุการณ์ครั้งหนึ่งในชีวิตเพื่อตอบคำถามที่ไม่ปกติ: ยานพาหนะในเมืองอย่างลอสแองเจลิสเพิ่มการปล่อยแอมโมเนียที่สามารถลอยอยู่ในอากาศและทำให้ผู้อยู่อาศัยป่วยได้มากแค่ไหน?

ผลการวิจัยของกลุ่มนี้ ซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายนในวารสารEnvironmental Science & Technology Lettersอาจเป็นข่าวร้ายสำหรับภูมิภาคที่ชื่นชอบรถยนต์ของตน แอมโมเนียเป็นสารก่อมลพิษทั่วไปที่สามารถทำปฏิกิริยากับอนุภาคขนาดเล็กในอากาศซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของโรคระบบทางเดินหายใจและหลอดเลือดหัวใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่น นักวิจัยแสดงให้เห็นว่ายานพาหนะในเมืองอาจพ่นโมเลกุลเหล่านี้มากกว่าที่หน่วยงานของรัฐและรัฐบาลกลางเชื่อ

การศึกษานี้เป็นครั้งแรกในการสำรวจว่ายานพาหนะจะปั่นแอมโมเนียไปทั่วใจกลางเมืองทั้งหมดโดยใช้ดาวเทียมในอวกาศได้อย่างไร

"คำถามที่ยากคือ: เราจะแยกความเข้มข้นของแอมโมเนียออกจากการจราจรจากแอมโมเนียที่ปล่อยออกมาจากแหล่งเช่นการเกษตรได้อย่างไร" Daven Henze ผู้เขียนร่วมของการศึกษาใหม่และศาสตราจารย์ในภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล Paul M. Rady ที่ CU Boulder กล่าว “จากนั้น การปิดตัวของโควิดก็ทำให้เราได้ทดลองตามธรรมชาติ”

กล่าวอีกนัยหนึ่ง การระบาดใหญ่ทำให้นักวิจัยเห็นภาพก่อนและหลังโดยบังเอิญ โดยด้านหนึ่งมีหมอกควันปกคลุมลอสแองเจลิส และพื้นที่เมืองที่ค่อนข้างว่างเปล่าในอีกด้านหนึ่ง

Henze และเพื่อนร่วมงานใช้ประโยชน์จากสถานการณ์ดังกล่าวโดยวาดภาพจากภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อติดตามความเข้มข้นของแอมโมเนียในอากาศเหนือลอสแองเจลิสก่อนและระหว่างการปิดเมืองในเดือนมีนาคม 2020 ทีมงานค้นพบว่ารถยนต์อาจผลิตสารอันตรายถึง 95% มลพิษทั่วเมืองในคราวเดียว

Hansen Cao หัวหน้าทีมวิจัยและนักวิจัยด้านดุษฏีบัณฑิตที่ CU Boulder กล่าวว่า "การประเมินการปล่อยแอมโมเนียในรถยนต์ของเรานั้นสูงกว่าสินค้าคงคลังของรัฐบาลกลางและของรัฐประมาณสองถึงห้าเท่า

อันตรายจากสารเคมีที่ซ่อนอยู่

การวิจัยให้ความกระจ่างเกี่ยวกับสิ่งที่อาจเป็นมลพิษที่ประเมินค่าไม่ได้: โมเลกุลของแอมโมเนีย กลิ่นที่คุณตรวจพบเมื่อคุณผ่านฟาร์มที่มีกลิ่นเหม็น

Henze อธิบายว่านักวิทยาศาสตร์ทราบมานานแล้วว่าการทำการเกษตร ตั้งแต่ทุ่งข้าวโพดไปจนถึงฟาร์มไก่ ได้ผลิตสารเคมีจำนวนมหาศาลออกมา เมื่ออยู่ในอากาศ แอมโมเนียสามารถผสมกับไนโตรเจนออกไซด์เพื่อสร้างสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่า "อนุภาคขนาดเล็ก"

"การปล่อยมลพิษเหล่านี้มาจากกระบวนการปลายน้ำอย่างสุภาพ" Henze กล่าว "อาหารสัตว์ สัตว์ปีก และมูลสุกร ล้วนให้แอมโมเนียจำนวนมาก"

มีแหล่งกำเนิดมลพิษอื่นเช่นกัน: ท่อไอเสียรถยนต์ของคุณ การประมาณการชี้ให้เห็นว่าการปล่อยแอมโมเนียจากยานพาหนะสามารถนำไปสู่การเสียชีวิตก่อนวัยอันควรประมาณ 15,000 รายทั่วสหรัฐอเมริกาทุกปี การวิจัยล่าสุดยังบอกเป็นนัยว่าตัวเลขเหล่านี้อาจพลาดจำนวนมลพิษในเมืองที่แท้จริง

ฮอตสปอตแอมโมเนีย

Henze และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้ข้อมูลจากดาวเทียมสองดวง ได้แก่ Suomi National Polar-orbiting Partnership ของสหรัฐอเมริกาและ Sentinel-5 Precursor ของยุโรปเพื่อสำรวจคำถามเกี่ยวกับแอมโมเนียเพิ่มเติม

ในช่วงต้นเดือนมีนาคม 2020 ทีมงานได้ตรวจพบจุดกระจายแอมโมเนียที่ชัดเจน 2 แห่งในภูมิภาคลอสแองเจลิส โดยแห่งหนึ่งอยู่เหนือตัวเมือง LA และอีกแห่งหนึ่งอยู่ทางเหนือของริเวอร์ไซด์ รัฐแคลิฟอร์เนีย ซึ่งเป็นศูนย์กลางการปศุสัตว์และการเกษตร เมื่อถึงสิ้นเดือน ฮอตสปอตทั่วตัวเมืองก็หายไปหมด เนื่องจากการจราจรคลี่คลาย

"ฉันคิดว่าเราเกือบจะแปลกใจที่ได้เห็นจุดศูนย์กลางของเมืองและผลกระทบของโรคระบาด" เฮนเซอกล่าว "เราไม่ได้วัดที่ถนนเส้นเดียว เรากำลังดูพื้นที่ในเมืองทั้งหมดจากอวกาศ"

มุมมองตานกที่ดีที่สุดนั้นคุ้มค่า ทีมงานคำนวณว่ายานพาหนะนั้นผลิตก๊าซแอมโมเนียอย่างน้อย 60% ในเมืองลอสแองเจลิส ในทางตรงกันข้าม ประมาณการจากหน่วยงานกำกับดูแลของรัฐและระดับชาติได้ตรึงตัวเลขเหล่านั้นไว้ที่น้อยกว่า 25% ต่อไป Cao กล่าวว่าเธอและเพื่อนร่วมงานของเธอต้องการใช้เทคนิคเดียวกันนี้เพื่อสำรวจผลกระทบของการแพร่ระบาดในอากาศเหนือเมืองอื่นๆ

ผลลัพธ์ที่ได้สามารถเน้นย้ำถึงความสำคัญของการควบคุมรถยนต์และเครื่องยนต์เพื่อขับมลพิษที่เป็นอันตรายนี้ออกน้อยลง เธอกล่าว

“ยานพาหนะสามารถเป็นแหล่งสำคัญของการปล่อยแอมโมเนียในเขตเมือง” เธอกล่าว "หากเราประเมินการปล่อยมลพิษเหล่านั้นต่ำไป การประมาณการการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรอันเนื่องมาจากการปล่อยแอมโมเนียก่อนหน้านี้ก็อาจถูกประเมินต่ำไปเช่นกัน"

Colin Harkins และ Muhammad O. Nawaz ซึ่งเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ CU Boulder เป็นผู้เขียนร่วมของการศึกษาครั้งใหม่นี้ ผู้เขียนร่วมคนอื่น ๆ รวมถึงนักวิจัยที่ Atmospheric and Environmental Research, Inc.; สมาคมมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา มหาวิทยาลัยบัฟฟาโล; ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA; และมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีภาคใต้ของจีน