تبين أن تآكل إطارات المطارات هو مصدر رئيسي لملوثات الهواء المخفية

تبين أن تآكل إطارات المطارات هو مصدر رئيسي لملوثات الهواء المخفية

تظهر القياسات الجديدة في مطار مدينة ميلانو كيف أن عمليات المطار اليومية، وليس فقط عوادم الطائرات، تطلق بهدوء مواد كيميائية صناعية في الهواء الذي نتنفسه، مما يغير فهم تلوث الهواء.

الدراسة: تعقب المصدر: الكشف الأول عن البنزوثيازول في رذاذ المطار الخارجي. مصدر الصورة: جارومير تشالابالا/Shutterstock.com

تعد الجسيمات (PM) التي يبلغ قطرها 10 ميكرومتر (PM10) في الغلاف الجوي حاملًا مهمًا للبنزوثيازولات (BTH) وتساهم في تلوث الهواء. وتم فحص هذه الروابط في سياق نشاط المطار في دراسة حديثة نشرت في المجلةالكيمياء البيئية وعلم السموم البيئية.

يعد تآكل إطارات الطائرات مصدرًا مبالغًا فيه للتلوث

يعد الطيران جزءًا مهمًا من الحياة الحديثة وسيستمر دوره في النقل في التزايد. ومع ذلك، فمن المسلم به أيضًا أنه يساهم في الضرر البيئي من خلال تلوث الهواء. في حين تمت دراسة انبعاثات الملوثات المرتبطة بالعوادم في الماضي، بما في ذلك انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين، لا يُعرف سوى القليل عن الملوثات غير المرتبطة بالعوادم مثل جزيئات تآكل الإطارات (TWPs).

TWPs هي جزيئات صغيرة تنبعث باستمرار من إطارات المركبات البرية والطائرات أثناء سفرها على الرصيف الصلب. وينتهي بها الأمر على شكل تلوث باللدائن الدقيقة في الماء والتربة والهواء. وفي مطار فرانكفورت وحده، تم إطلاق 83 طنًا في عام 2019 بسبب تآكل إطارات الطائرات فقط.

تمت دراسة TWPs من حيث تكوينها ووجهتها ومكوناتها غير العضوية وشكلها وشكلها وخواصها الكيميائية الأخرى. لا يزال تركيبها العضوي غير واضح، على الرغم من أنها تحتوي بالإضافة إلى البوليمر المطاطي على مواد مضافة ضارة بالبيئة.

على سبيل المثال، يمكن لـ TWPs إطلاق BTH، والمركبات العضوية المستخدمة في صنع مضادات التجمد، ومحاليل إزالة الجليد، والمبيدات الحشرية وفي الصناعات الهامة الأخرى مثل الصلب والورق والمنسوجات. فهي مزعجة ومسببة للتآكل وسمية حادة للكائنات الحية.

تم استخدام قيم BTH لتحديد الانبعاثات خارج الطرق. ومع ذلك، لم يتم استخدامها لتتبع TWPs من الطائرات الطائرة. هذه الفجوة الأدبية حفزت هذه الدراسة.

نشاط المطار المتعلق بالبنزوثيازولات في هواء PM10

وهذه الدراسة هي الأولى من نوعها. أُجريت الدراسة في مطار ميلانو ليناتي واستندت إلى تركيزات PM10 الخارجية التي تم قياسها في فبراير ومارس 2023. وكان تركيز PM10 خلال هذه الأشهر بين 11 و81 ميكروغرام م، بمتوسط ​​31 ميكروغرام م. وهذا أقل بكثير من المستويات المبلغ عنها في بعض المطارات الدولية شديدة التلوث، بما في ذلك مطار في الصين. وكانت مستويات PM10 في المطار وأربعة مواقع أخرى في مدينة ميلانو متشابهة.

بالإضافة إلى قياس ثمانية أنواع من BTH في رذاذ المطار، قام الباحثون أيضًا بقياس الأيونات الرئيسية والأحماض العضوية الموجودة في PM10 لفهم اتجاهات كل نوع من الجزيئات. كما أخذوا في الاعتبار قوة الرياح واتجاهها لتقييم كيفية مساهمة المطارات مقابل الطرق القريبة أو مواقف السيارات في BTH بشكل منفصل.

تشير النتائج إلى أن منطقة مطار ليناتي بمثابة مصدر محلي مهم لمكونات البنزوثيازول في الهواء الخارجي PM10. وتشمل هذه BTH، 2-أمينوبنزوثيازول (BTH-NH2)، 2-ميثيل بنزوثيازول (BTH-Me)، 2-ميثيل ثيوبنزوثيازول (BTH-MeS)، 2-ميركابتوبنزوثيازول (BTH-SH) و2-بنزوثيازول حمض السلفونيك (BTH-SO3H). ومن حيث التركيبة، كان الخليط مشابهًا جدًا للخليط الموجود في المدن ذات حركة المرور الكثيفة.

وبالمقارنة بشهر فبراير، ارتفعت قيم BTH-MeS بنسبة 37%، وBTH-NH2 بنسبة 54%، وBTH-SO3H بنسبة 161%. ومع ذلك، انخفضت مستويات PM10. قد يكون هذا بسبب أن المطار كان أكثر ازدحامًا في شهر مارس مقارنة بشهر فبراير، على الرغم من أن TWPs صغيرة جدًا بحيث لا يمكنها زيادة كتلة PM10 بشكل ملحوظ.

وشكلت أيونات الكبريتات والأمونيوم ما يقرب من 74٪ من إجمالي الأيونات. وقد لوحظت مستويات عالية جدًا من النترات، ويرجع ذلك أساسًا إلى تحويل أكاسيد النيتروجين المنبعثة من محركات الطائرات إلى نترات، إلى جانب الهواء الملوث بالنترات في البيئة الحضرية. يبدو أن مثل هذه التفاعلات الجانبية تحدث بشكل متكرر في منطقة المطار.

وتقلبت قياسات هذه المواد الكيميائية بانتظام على مدار الأسبوع، وبلغت ذروتها يومي الجمعة والسبت، ثم انخفضت يوم الثلاثاء. يشير هذا إلى وجود صلة بنشاط المطار بدلاً من نشاط الطيران الفعلي، حيث لا يتبع القادمون والمغادرون هذا الاتجاه. على وجه الخصوص، كانت قيم BTH-SO3H وBTH-NH2 مرتبطة بشكل وثيق، مما يشير إلى أن مصدرها المشترك، ربما هو المطار.

مجموعة أخرى من BTHs بلغت ذروتها في نفس اليومين، مما يشير إلى أنه ليس كل BTHs تأتي من نفس المصدر. يمكن أن يكون بعضها، مثل BTH-MeS، أحد منتجات التحلل الحيوي لـ BTH-SH.

كانت مستويات الصوديوم والكلوريد والمغنيسيوم في الهواء مرتفعة نسبيًا وربما جاءت من عوامل مضادة للتجمد أو إزالة الجليد، حيث يقع مطار ليناتي على بعد 130 كم من أقرب ساحل.

وباستخدام التحليل العنقودي الهرمي (HCA)، وهي طريقة كيميائية، وجد العلماء أن القياسات تنقسم إلى ثلاث مجموعات من BTH، ترتبط كل منها بأنشطة مختلفة. وكانت إحدى المجموعات مرتبطة بنشاط المطار، ولا سيما عدد المركبات أو الطائرات العاملة. وهناك مجموعة أخرى تتعلق بإجراءات إزالة الجليد أو مكافحة الجليد في المطارات. المجموعة الثالثة ارتبطت بالنقل متوسط ​​المدى. وهذا يسلط الضوء على أن انبعاثات العادم ليست المصدر الرئيسي لـ BTHs. كما دعم تحليل الرياح هذه الفرضية.

ومع ذلك، فإن خطر التعرض المهني لـ BTH في هذا المطار كان منخفضًا.

رؤى جديدة حول تلوث الهواء في المطارات

قامت هذه الدراسة الأولى من نوعها بفحص ثماني مواد كيميائية مرتبطة بتآكل الإطارات في الهواء الخارجي PM10 في المطار. تبين أن مطار ميلانو ليناتي مساهم محلي مهم في BTHs المحمولة جوا، مع تركيبة مشابهة للهباء الجوي في المدن ذات حركة المرور الكثيفة. تم تحديد العديد من المجموعات المرتبطة بالمصادر، اثنتان منها تتعلقان بنشاط المطار. ومع ذلك، فإن خطر التعرض الخطير لـ BTH في هذا المطار كان منخفضًا.

مصادر: