Chemikalia uwalniające się do powietrza w skutek poszukiwań i eksploatacji gazu, mogą wywoływać reakcje prowadzące do zwiększenia poziomu ozonu w okresie zimowym. Osiąga on tak duże stężenie, że przekracza federalne normy zdrowotne. Takie wnioski można wyciągnąć z badań Narodowej Administracji Oceanu i Atmosfery (NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration), opublikowanych w czasopiśmie Nature.
Rys.1 Platformy wiertnicze wydobywające ropę naftową
Badania pojawiły się w momencie, kiedy nowe technologie szukały pomocy w przyśpieszeniu rozwoju wydobycia gazu w Zagłębiu Uintah w Utah, jak i innych częściach świat. Wyniki przeprowadzanych analiz mogą pomóc w ustaleniu, jak zminimalizować zanieczyszczenia.
Eksperci z Agencji Ochrony Środowiska (EPA-Environmental Protection Agency) zalecają zwłaszcza ludziom starszym, dzieciom i osobom z chorobami układu oddechowego, skrócenie czasu przebywania na zewnątrz, gdy poziom ozonu jest wysoki.
Według głównego autora badań, Petera Edwards’a, naukowca z Instytutu Spółdzielczego Badań Nauk o Środowisku (CIRES-Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences) na Uniwersytecie Boulder Colorado, obecnie związanego z Uniwersytetem York w Anglii, stopień zanieczyszczenia ozonem zimą jest dosyć zaskakujący, bowiem do tego zjawiska dochodzi częściej latem, wtedy gdy intensywne światło słoneczne powoduje zachodzenie pewnych reakcji chemicznych.
Edwards i jego zespół pokazują w swoim badaniu, że w zimie, w północno-wschodnim Utah, poziom lotnych związków organicznych (z ang.VOC- Volatile Organic Compounds), wzrasta na tyle, że może wywoływać tworzenie się zanieczyszczeń. O tej porze roku, ciepłe powietrze w górnych warstwach atmosfery, może połączyć się z zimnym znajdującym się niżej, powodując koncentrację VOC. Obecność śniegu sprzyja zaś zwiększeniu odbicia światła i przyśpiesza tym samym produkcję ozonu.
Na przykład, w 2013 roku, poziom ozonu w Utah, przekroczył normę jakości powietrza około 50 razy w sezonie zimowym. Dla porównania w miejscowości Riverside w Kalifornii o większym wskaźniku zaludnienia, w sezonie letnim, normy zostały przekroczone 25 razy.
Według współautora badań Stevena Browna, naukowca z Laboratorium Badawczego Układu Ziemi w Boulder, Colorado, składniki powodujące powstawanie ozonu są takie same w Riverside, jak i w innych miejscach. Natomiast zanieczyszczenia powstające zimą w Utah mają inne podłoże. W zimowych warunkach konieczny jest znacznie wyższy poziom VOC, aby rozbić związki karbonylowe, prowadzące to powstawania ozonu.
Badanie oparte na danych zebranych zimą w Zagłębiu Unitach w Utah trwało przez trzy lata, od 2012 do 2014 roku. Opady śniegu były szczególnie obfite w 2013 i 2014 roku, natomiast zima 2012 roku przebiegała dość łagodnie. Na podstawie tego można wywnioskować, iż najwyższy poziom zanieczyszczenia ozonem nastąpił w trakcie zimy z najbardziej obfitymi opadami śniegu.
Badacze z NOAA, CIRES i innych instytucji wykonali szczegółowe pomiary ozonu i składników chemicznych, takich jak lotne związki organiczne i tlenki azotu, żeby lepiej zrozumieć powstawanie ozonu zimą.
Współautor badania, Joost de Gouw, badacz z CIRES pracujący w NOAA’s ESRL , stwierdza, że badania w Utah, spowodowały zmianę w sposobie myślenia na temat zanieczyszczeń powietrza. Dokonane odkrycia z pewnością pomogą w lepszym kreowaniu polityki dotyczącej środowiska.
- Peter M. Edwards, Steven S. Brown, James M. Roberts, Ravan Ahmadov, Robert M. Banta, Joost A. deGouw, William P. Dubé, Robert A. Field, James H. Flynn, Jessica B. Gilman, Martin Graus, Detlev Helmig, Abigail Koss, Andrew O. Langford, Barry L. Lefer, Brian M. Lerner, Rui Li, Shao-Meng Li, Stuart A. McKeen, Shane M. Murphy, David D. Parrish, Christoph J. Senff, Jeffrey Soltis, Jochen Stutz, Colm Sweeney, Chelsea R. Thompson, Michael K. Trainer, Catalina Tsai, Patrick R. Veres, Rebecca A. Washenfelder, Carsten Warneke, Robert J. Wild, Cora J. Young, Bin Yuan, Robert Zamora.High winter ozone pollution from carbonyl photolysis in an oil and gas basin. Nature, 2014; DOI: 1038/nature13767
- http://www.sciencedaily.com/news/matter_energy/chemistry/#features4
Opracowała: Angelika Chudzik
Korekta: Magdalena Senderowska
