Η φθορά των ελαστικών αεροδρομίου αποδεικνύεται ότι είναι μια σημαντική πηγή κρυφών ατμοσφαιρικών ρύπων

Η φθορά των ελαστικών αεροδρομίου αποδεικνύεται ότι είναι μια σημαντική πηγή κρυφών ατμοσφαιρικών ρύπων

Νέες μετρήσεις στο αεροδρόμιο της πόλης του Μιλάνου δείχνουν πώς οι καθημερινές λειτουργίες του αεροδρομίου, όχι μόνο τα καυσαέρια των αεροσκαφών, απελευθερώνουν αθόρυβα βιομηχανικές χημικές ουσίες στον αέρα που αναπνέουμε, αλλάζοντας την κατανόηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης.

Μελέτη: Εντοπισμός της πηγής: Πρώτη ανίχνευση βενζοθειαζολών σε αεροζόλ εξωτερικού χώρου. Φωτογραφία: Jaromir Chalabala/Shutterstock.com

Τα σωματίδια (PM) με διάμετρο 10 μικρομέτρων (PM10) στην ατμόσφαιρα είναι σημαντικός φορέας βενζοθειαζολών (BTH) και συμβάλλουν στην ατμοσφαιρική ρύπανση. Αυτές οι συνδέσεις εξετάστηκαν στο πλαίσιο της δραστηριότητας του αεροδρομίου σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικόΠεριβαλλοντική χημεία και οικοτοξικολογία.

Η φθορά των ελαστικών αεροσκαφών είναι μια υπερεκτιμημένη πηγή ρύπανσης

Οι πτήσεις είναι ένα σημαντικό μέρος της σύγχρονης ζωής και ο ρόλος της στις μεταφορές θα συνεχίσει να αυξάνεται. Ωστόσο, αναγνωρίζεται επίσης ότι συμβάλλει στην περιβαλλοντική ζημιά μέσω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Ενώ οι εκπομπές ρύπων που σχετίζονται με τα καυσαέρια έχουν μελετηθεί στο παρελθόν, συμπεριλαμβανομένων των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και οξειδίων του αζώτου, λίγα είναι γνωστά για τους ρύπους που δεν σχετίζονται με τα καυσαέρια, όπως τα σωματίδια φθοράς των ελαστικών (TWPs).

Τα TWP είναι μικροσκοπικά σωματίδια που εκπέμπονται συνεχώς από τα ελαστικά των χερσαίων οχημάτων και των αεροσκαφών καθώς ταξιδεύουν πάνω από σκληρό οδόστρωμα. Καταλήγουν ως μικροπλαστική ρύπανση στο νερό, το έδαφος και τον αέρα. Μόνο στο αεροδρόμιο της Φρανκφούρτης, 83 τόνοι απελευθερώθηκαν το 2019 μόνο λόγω φθοράς των ελαστικών αεροσκαφών.

Τα TWP μελετήθηκαν για τον σχηματισμό, τον προορισμό, τα ανόργανα συστατικά, το σχήμα και τη μορφή τους και άλλες χημικές ιδιότητες. Η οργανική τους σύσταση παραμένει ασαφής, αν και εκτός από πολυμερές καουτσούκ περιέχουν και πρόσθετα επιβλαβή για το περιβάλλον.

Για παράδειγμα, τα TWP μπορούν να απελευθερώσουν BTH, οργανικές ενώσεις που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή αντιψυκτικών, διαλυμάτων αποπάγωσης, φυτοφαρμάκων και σε άλλες σημαντικές βιομηχανίες όπως ο χάλυβας, το χαρτί και τα κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα. Είναι ερεθιστικά, διαβρωτικά και οξέα τοξικά για τους ζωντανούς οργανισμούς.

Οι τιμές BTH χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό των μη οδικών εκπομπών. Ωστόσο, δεν χρησιμοποιήθηκαν για την παρακολούθηση TWP από ιπτάμενα αεροσκάφη. Αυτό το κενό βιβλιογραφίας αποτέλεσε κίνητρο για την παρούσα μελέτη.

Δραστηριότητα αεροδρομίου που σχετίζεται με βενζοθειαζόλες στον αέρα PM10

Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη του είδους της. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στο αεροδρόμιο Linate του Μιλάνου και βασίστηκε σε εξωτερικές συγκεντρώσεις PM10 που μετρήθηκαν τον Φεβρουάριο και τον Μάρτιο του 2023. Η συγκέντρωση PM10 κατά τη διάρκεια αυτών των μηνών ήταν μεταξύ 11 και 81 μg m−3, με διάμεσο 31 μg m−3. Αυτό είναι σημαντικά χαμηλότερο από τα επίπεδα που αναφέρθηκαν σε ορισμένα εξαιρετικά μολυσμένα διεθνή αεροδρόμια, συμπεριλαμβανομένου ενός στην Κίνα. Τα επίπεδα PM10 στο αεροδρόμιο και σε τέσσερις άλλες τοποθεσίες στην πόλη του Μιλάνου ήταν παρόμοια.

Εκτός από τη μέτρηση οκτώ τύπων BTH σε αεροζόλ αεροδρομίου, οι ερευνητές μέτρησαν επίσης τα κύρια ιόντα και τα οργανικά οξέα που βρέθηκαν στα PM10 για να κατανοήσουν τις τάσεις κάθε τύπου μορίου. Εξέτασαν επίσης την ισχύ και την κατεύθυνση του ανέμου για να αξιολογήσουν χωριστά τον τρόπο με τον οποίο τα αεροδρόμια σε σχέση με τους κοντινούς δρόμους ή τους χώρους στάθμευσης συνέβαλαν στην BTH.

Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η περιοχή του αεροδρομίου Linate χρησιμεύει ως σημαντική τοπική πηγή συστατικών βενζοθειαζόλης στον εξωτερικό αέρα PM10. Αυτά περιλαμβάνουν ΒΤΗ, 2-αμινοβενζοθειαζόλη (BTH-NH2), 2-μεθυλβενζοθειαζόλη (BTH-Me), 2-μεθυλθειοβενζοθειαζόλη (BTH-MeS), 2-μερκαπτοβενζοθειαζόλη (BTH-SH) και 2-βενζοθειαζολοσουλφονικό οξύ (BTH-SO3H). Όσον αφορά τη σύνθεση, το μείγμα έμοιαζε πολύ με αυτό σε πόλεις με μεγάλη κίνηση.

Σε σύγκριση με τον Φεβρουάριο, οι τιμές του BTH-MeS αυξήθηκαν κατά 37%, του BTH-NH2 κατά 54% και του BTH-SO3H κατά 161%. Ωστόσο, τα επίπεδα PM10 έπεσαν. Αυτό θα μπορούσε να οφείλεται στο ότι το αεροδρόμιο ήταν πιο πολυσύχναστο τον Μάρτιο σε σύγκριση με τον Φεβρουάριο, αν και τα TWP είναι πολύ μικρά για να αυξήσουν σημαντικά τη μάζα των PM10.

Τα ιόντα θειικού και αμμωνίου αντιπροσώπευαν σχεδόν το 74% των συνολικών ιόντων. Έχουν παρατηρηθεί πολύ υψηλά επίπεδα νιτρικών, κυρίως λόγω της μετατροπής των οξειδίων του αζώτου που εκπέμπονται από τους κινητήρες των αεροσκαφών σε νιτρικά, σε συνδυασμό με τον μολυσμένο από νιτρικά αέρα αέρα στο αστικό περιβάλλον. Τέτοιες παράπλευρες αντιδράσεις φαινόταν να εμφανίζονται συχνά στην περιοχή του αεροδρομίου.

Οι μετρήσεις αυτών των χημικών ουσιών κυμάνθηκαν τακτικά καθ' όλη τη διάρκεια της εβδομάδας, κορυφώνοντας την Παρασκευή και το Σάββατο και έπεφταν την Τρίτη. Αυτό υποδηλώνει σύνδεση με τη δραστηριότητα του αεροδρομίου και όχι με την πραγματική πτητική δραστηριότητα, καθώς οι αφίξεις και οι αναχωρήσεις δεν ακολουθούν αυτήν την τάση. Συγκεκριμένα, οι τιμές BTH-SO3H και BTH-NH2 συσχετίστηκαν στενά, υποδηλώνοντας την κοινή τους πηγή, πιθανώς το αεροδρόμιο.

Μια άλλη ομάδα BTH κορυφώθηκε όλες τις ίδιες δύο ημέρες, υποδηλώνοντας ότι δεν προέρχονται όλες οι BTH από την ίδια πηγή. Ορισμένα, όπως το BTH-MeS, θα μπορούσαν να είναι προϊόν βιοαποικοδόμησης του BTH-SH.

Τα επίπεδα νατρίου, χλωρίου και μαγνησίου στον αέρα ήταν σχετικά υψηλά και μπορεί να προέρχονται από αντιψυκτικά ή αποπαγωτικά, καθώς το αεροδρόμιο Linate απέχει 130 χλμ. από την πλησιέστερη ακτή.

Χρησιμοποιώντας την ιεραρχική ανάλυση συστάδων (HCA), μια χημειομετρική μέθοδο, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι οι μετρήσεις εμπίπτουν σε τρεις ομάδες BTH, καθεμία από τις οποίες σχετίζεται με διαφορετικές δραστηριότητες. Ένα σύμπλεγμα αφορούσε τη δραστηριότητα του αεροδρομίου, ιδιαίτερα τον αριθμό των οχημάτων ή των αεροσκαφών σε λειτουργία. Ένα άλλο σύμπλεγμα σχετίζεται με διαδικασίες αποπάγωσης ή κατά του πάγου στα αεροδρόμια. Το τρίτο σύμπλεγμα συσχετίστηκε με τη μεταφορά μεσαίων αποστάσεων. Αυτό υπογραμμίζει ότι οι εκπομπές καυσαερίων δεν είναι η κύρια πηγή BTH. Η ανάλυση ανέμου υποστήριξε επίσης αυτή την υπόθεση.

Ωστόσο, ο κίνδυνος επαγγελματικής έκθεσης σε BTH σε αυτό το αεροδρόμιο ήταν χαμηλός.

Νέες πληροφορίες για την ατμοσφαιρική ρύπανση στα αεροδρόμια

Αυτή η πρώτη στο είδος της μελέτη εξέτασε οκτώ χημικές ουσίες που συνδέονται με τη φθορά των ελαστικών στον εξωτερικό αέρα PM10 ενός αεροδρομίου. Το αεροδρόμιο Linate του Μιλάνου αποδείχθηκε ότι είναι ένας σημαντικός τοπικός παράγοντας στα αερομεταφερόμενα BTH, με σύνθεση παρόμοια με το αεροζόλ σε πόλεις με μεγάλη κυκλοφορία. Εντοπίστηκαν πολλά συμπλέγματα που σχετίζονται με πηγές, δύο από τα οποία σχετίζονται με τη δραστηριότητα του αεροδρομίου. Ωστόσο, ο κίνδυνος επικίνδυνης έκθεσης σε BTH σε αυτό το αεροδρόμιο ήταν χαμηλός.

Πηγές: