El aire que respiramos contiene partículas de una variedad de fuentes naturales y relacionadas con los seres humanos. El material particulado es responsable de miles de muertes prematuras en los Estados Unidos cada año, pero a la legislación de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) se le atribuye la disminución significativa de este número, así como la cantidad de material particulado en la atmósfera. Sin embargo, Es posible que la EPA no esté recibiendo todo el crédito que merecen:una nueva investigación del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (CEE) del MIT propone que la legislación de la EPA puede haber salvado incluso más vidas de las que se informó inicialmente.

"En los Estados Unidos, el número de muertes prematuras asociadas con la exposición a partículas en el exterior excede el número de muertes por accidentes automovilísticos cada año. Esto destaca el papel vital que desempeña la EPA en la reducción de la exposición de las personas que viven en los Estados Unidos a contaminantes dañinos. "dice Colette Heald, profesor asociado de CEE y Earth, Ciencias Atmosféricas y Planetarias.

La Ley de Aire Limpio de 1970 de la EPA y las enmiendas adicionales promulgadas en 1990 abordan los efectos en la salud del material particulado, específicamente regulando las emisiones de contaminantes atmosféricos y promoviendo la investigación de alternativas más limpias. En 2011, la EPA anunció que la legislación era responsable de una disminución considerable de material particulado en la atmósfera, estimando más de 100, 000 vidas salvadas cada año entre 2000 y 2010. Sin embargo, el informe no consideró los aerosoles orgánicos, un componente principal del material particulado atmosférico, contribuir en gran medida a la disminución del material particulado durante este período. El aerosol orgánico se emite directamente de la combustión de combustibles fósiles (por ejemplo, vehículos), quema residencial, e incendios forestales, pero también se produce químicamente en la atmósfera a partir de la oxidación de hidrocarburos tanto naturales como antropogénicos.

El equipo de investigación de CEE, incluido Heald; Jesse Kroll, profesor asociado de CEE y de ingeniería química; David Ridley, un científico investigador en Europa Central y Oriental; y Kelsey Ridley SM '15, examinó las mediciones de superficie de aerosoles orgánicos de todo Estados Unidos desde 1990 hasta 2012, creando una imagen completa del aerosol orgánico en los Estados Unidos.

"El monitoreo generalizado de las concentraciones de contaminantes del aire en los Estados Unidos nos permite verificar los cambios en la calidad del aire a lo largo del tiempo en respuesta a las regulaciones. El trabajo anterior se ha centrado en la disminución de las partículas asociadas con los esfuerzos para reducir la lluvia ácida en los Estados Unidos. Pero para fecha, nadie había explorado realmente la tendencia a largo plazo en aerosoles orgánicos, "Dice Heald.

Los investigadores del MIT encontraron una disminución más dramática en los aerosoles orgánicos en los EE. UU. De lo que se informó anteriormente. lo que puede representar más vidas salvadas de lo que anticipó la EPA. Su trabajo mostró que estos cambios probablemente se deben a causas antropogénicas, o humano, comportamientos. Los hallazgos de los investigadores se publicaron en un artículo, "Causas y consecuencias de la disminución de aerosoles orgánicos atmosféricos en los EE. UU." en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias la semana del 25 de diciembre.

"El informe de la EPA mostró un impacto muy grande por la disminución del material particulado, pero nos sorprendió ver un cambio muy pequeño en la concentración de aerosoles orgánicos en sus estimaciones, ", explica David Ridley." Las observaciones sugieren que la disminución de aerosoles orgánicos había sido seis veces mayor que la estimada entre 2000 y 2010 en el informe de la EPA ".

Usando datos de la red de Monitoreo Interagencial de Ambientes Visuales Protegidos (IMPROVE), los investigadores encontraron que el aerosol orgánico disminuyó en todo el país en las temporadas de invierno y verano. Esta disminución de aerosoles orgánicos es sorprendente, especialmente cuando se considera el aumento de los incendios forestales. Pero los investigadores encontraron que a pesar de los incendios forestales, Los aerosoles orgánicos continúan disminuyendo.

Los investigadores también utilizaron información del Análisis retrospectivo de la era moderna de la NASA para investigación y aplicaciones para analizar el impacto de otras influencias naturales en los aerosoles orgánicos. como la precipitación y la temperatura, y descubrió que la disminución se produciría a pesar de la nubosidad, lluvia, y cambios de temperatura.

La ausencia de una causa natural clara para la disminución de los aerosoles orgánicos sugiere que la disminución fue el resultado de causas antropogénicas. Más lejos, la disminución de aerosoles orgánicos fue similar a la disminución de otros contaminantes atmosféricos medidos, tales como dióxido de nitrógeno y monóxido de carbono, que también se cree que se deben a las regulaciones de la EPA. También, Las similitudes en las tendencias tanto en áreas urbanas como rurales sugieren que las disminuciones también pueden ser el resultado de cambios de comportamiento derivados de las regulaciones de la EPA.

Aprovechando los datos de emisiones de aerosoles orgánicos y sus precursores de fuentes naturales y antropogénicas, los investigadores simularon concentraciones de aerosoles orgánicos de 1990 a 2012 en un modelo. Los investigadores encontraron que más de la mitad de la disminución de aerosoles orgánicos se debe a cambios en los comportamientos de emisiones humanas, incluidas las emisiones de vehículos y la quema de combustibles residenciales y comerciales.

"Vemos que el modelo captura gran parte de la tendencia observada de aerosoles orgánicos en los EE. UU., y podemos explicar mucho de eso simplemente a través de cambios en las emisiones antropogénicas. Es probable que los cambios en las emisiones de aerosoles orgánicos sean impulsados ​​indirectamente por los controles de la EPA sobre diferentes especies, como el carbono negro de la quema de combustible y el dióxido de nitrógeno de los vehículos, "dice Ridley." Esto no era realmente algo que la EPA estaba anticipando, por lo que es un beneficio adicional de la Ley de Aire Limpio ".

Al considerar las tasas de mortalidad y el impacto de los aerosoles orgánicos a lo largo del tiempo, los investigadores utilizaron un método previamente establecido que relaciona la exposición a material particulado con un mayor riesgo de mortalidad por diferentes enfermedades como enfermedades cardiovasculares o enfermedades respiratorias. De esta forma, los investigadores pudieron calcular el cambio en la tasa de mortalidad basándose en el cambio en el material particulado. Dado que los investigadores sabían cuánto aerosol orgánico hay en las muestras de material particulado, pudieron determinar cuánto los cambios en los niveles de aerosoles orgánicos redujeron la mortalidad.

"Hay costos y beneficios para implementar regulaciones como las de la Ley de Aire Limpio, pero parece que estamos obteniendo beneficios aún mayores de la reducción de la mortalidad asociada con el material particulado debido al cambio en el aerosol orgánico, ", Dice Ridley." Hay beneficios para la salud al reducir aún más los aerosoles orgánicos, especialmente en ubicaciones urbanas. Como hacemos nosotros, las fuentes naturales contribuirán con una fracción mayor, por lo que también debemos comprender cómo variarán en el futuro ".