Azote, les composés organiques volatils et la lumière du soleil sont les trois ingrédients qui forment le smog qui étouffe régulièrement les personnes et les plantes, causant des dizaines de milliers de décès liés aux voies respiratoires et près d'un milliard de dollars de pertes de récoltes chaque année. Une équipe internationale de chercheurs en environnement et en atmosphère dirigée par l'Université Drexel suggère que des centaines de vies et des centaines de millions de dollars en récoltes pourraient être sauvés en mettant en œuvre des politiques qui réduiraient les émissions des ingrédients clés de seulement 10 %.

Dans leur étude, qui vient d'être publié dans la revue Lettres de recherche environnementale , l'équipe, dirigé par Shannon Capps, Doctorat., professeur assistant au Collège d'ingénierie de Drexel, a retracé les précurseurs de la pollution de l'air dans l'espace et le temps à travers les États-Unis pour comprendre pourquoi elle se forme là où elle se forme et quelles mesures spécifiques peuvent être prises pour la réduire.

"L'un des objectifs de cette étude était de montrer que ce système de modélisation peut aider à concevoir des stratégies efficaces de contrôle des émissions qui tiennent compte de plusieurs objectifs, " a déclaré Capps. " Nous voulions également savoir si l'approche de la régulation de l'ozone motive des stratégies de contrôle différentes de celles qui pourraient être optimales pour protéger le bien-être public, comme les récoltes."

Le modèle qu'ils ont créé s'appuie sur des informations provenant de recherches antérieures qui montrent où aux États-Unis les concentrations d'ozone troposphérique sont les plus élevées - au-dessus des niveaux les plus sûrs - et à quoi ressemblent les émissions d'azote et de COV dans ces régions.

En croisant ces mesures de la qualité de l'air avec les ensembles de données de l'Environmental Protection Agency, sur les effets de l'exposition à long terme à l'ozone, et le ministère de l'Agriculture, sur l'effet de l'ozone sur la productivité des cultures et des plantes, ils ont pu extrapoler à quel point les émissions d'azote et de COV affectent notre santé et notre bien-être.

« Disposer d'une carte indiquant où les réductions d'émissions marginales peuvent bénéficier à la santé humaine et à la productivité des cultures plus que la moyenne est un nouveau développement important, " a dit Capps. " Par exemple, nous avons constaté qu'en réduisant les émissions d'azote et de COV de seulement 10 % dans certaines régions, près de 900 vies pourraient être sauvées."

Selon l'étude, cela signifierait des politiques visant à réduire les émissions d'éthane et de propane, qui sont les plus grands coupables d'origine humaine parmi les COV. En milieu urbain, où ces gaz et oxydes d'azote sont présents en grande quantité dans les gaz d'échappement des véhicules, Les COV sont le principal contributeur à la formation d'ozone.

Les émissions d'azote ont joué un rôle plus important en affectant la productivité des plantes et des cultures. Pour les cultures comme les pommes de terre, soja et coton, les émissions d'azote étaient liées à une perte de productivité de 3 à 4 %. Pour une industrie de 27 milliards de dollars, comme le soja, c'est un succès substantiel.

Le groupe a tracé les données de perte de productivité des cultures sur une carte pour montrer l'effet des émissions de COV et d'azote traversant les frontières des États. Un exemple frappant de cela, notent les auteurs, modélise une réduction des émissions de 10 % en Californie et prévoit une augmentation du rendement du soja dans le centre des États-Unis. leurs cartes de la perte de productivité des arbres reflètent également les effets des émissions de la Californie sur les peupliers de l'Est du centre du pays.

"Les outils que nous avons utilisés pourraient facilement être appliqués par les gouvernements locaux ou étatiques pour réduire ces pertes dues à l'exposition à l'ozone, " dit Capps. " En plus, l'EPA révise actuellement la norme nationale de qualité de l'air ambiant pour l'ozone; dans ce processus, ils évalueront si le fait d'avoir la même norme pour protéger la santé humaine et le bien-être public est la façon dont ils voudraient procéder. »

Ces résultats sont les derniers d'un examen en cours par Capps et ses collègues des effets des émissions et de la modélisation de l'impact des politiques qui les limiteraient. Alors que les États et les municipalités envisagent de plus en plus de mettre en œuvre des politiques pour maîtriser les émissions, des données géographiques granulaires comme cette étude joueront un rôle important dans l'orientation de ces efforts.