Lentokentän renkaiden kuluminen osoittautuu suureksi piilevien ilmansaasteiden lähteeksi

Lentokentän renkaiden kuluminen osoittautuu suureksi piilevien ilmansaasteiden lähteeksi

Uudet mittaukset Milanon kaupungin lentokentällä osoittavat, kuinka lentokentän päivittäiset toiminnot, ei pelkästään lentokoneiden pakokaasut, vapauttavat hiljaa teollisuuskemikaaleja hengittämämme ilmaan, mikä muuttaa käsitystä ilmansaasteista.

Tutkimus: Lähteen jäljittäminen: Ensimmäinen bentsotiatsolien havaitseminen ulkolentokentän aerosolissa. Kuva: Jaromir Chalabala/Shutterstock.com

Ilmakehän halkaisijaltaan 10 mikrometriä (PM10) olevat hiukkaset (PM10) ovat merkittävä bentsotiatsolien (BTH) kantaja ja myötävaikuttavat ilman saastumiseen. Näitä yhteyksiä tarkasteltiin lentokentän toiminnan yhteydessä äskettäin lehdessä julkaistussa tutkimuksessaYmpäristökemia ja ekotoksikologia.

Lentokoneiden renkaiden kuluminen on yliarvostettu saastelähde

Lentäminen on tärkeä osa modernia elämää ja sen rooli liikenteessä tulee kasvamaan edelleen. On kuitenkin myös tunnustettu, että se edistää ympäristövahinkoja ilmansaasteiden kautta. Vaikka pakokaasuihin liittyviä epäpuhtauspäästöjä on tutkittu aiemmin, mukaan lukien hiilidioksidi- ja typenoksidipäästöt, muista kuin pakokaasuihin liittyvistä saasteista, kuten renkaiden kulumishiukkasista (TWP) tiedetään vain vähän.

TWP:t ovat pieniä hiukkasia, joita vapautuu jatkuvasti maa-ajoneuvojen ja lentokoneiden renkaista, kun ne kulkevat kovan päällysteen yli. Ne päätyvät mikromuovisaasteeksi veteen, maaperään ja ilmaan. Pelkästään Frankfurtin lentokentällä vapautui 83 tonnia vuonna 2019 pelkästään lentokoneiden renkaiden kulumisen vuoksi.

TWP:t tutkittiin niiden muodostumisen, määränpään, epäorgaanisten komponenttien, muodon ja muodon sekä muiden kemiallisten ominaisuuksien perusteella. Niiden orgaaninen koostumus jää epäselväksi, vaikka ne sisältävät kumipolymeerin lisäksi myös ympäristölle haitallisia lisäaineita.

Esimerkiksi TWP:t voivat vapauttaa BTH:ta, orgaanisia yhdisteitä, joita käytetään pakkasnesteiden, jäänpoistoliuosten, torjunta-aineiden valmistukseen ja muilla tärkeillä teollisuudenaloilla, kuten teräs-, paperi- ja tekstiiliteollisuudessa. Ne ovat ärsyttäviä, syövyttäviä ja akuutisti myrkyllisiä eläville organismeille.

BTH-arvoja käytettiin tieliikenteen päästöjen määrittämiseen. Niitä ei kuitenkaan käytetty lentävien lentokoneiden TWP:iden jäljittämiseen. Tämä kirjallisuusvaje motivoi tätä tutkimusta.

Lentokenttien toiminta liittyy PM10-ilman bentsotiatsoleihin

Tämä tutkimus on ensimmäinen laatuaan. Tutkimus tehtiin Milanon Linaten lentoasemalla ja perustui helmi-maaliskuussa 2023 mitattuihin ulkoilman PM10-pitoisuuksiin. PM10-pitoisuus oli näinä kuukausina 11-81 μg m−3, mediaani 31 μg m−3. Tämä on huomattavasti alhaisempi kuin joillakin erittäin saastuneilla kansainvälisillä lentokentillä, mukaan lukien yksi Kiinassa, raportoitu taso. PM10-tasot lentokentällä ja neljässä muussa paikassa Milanon kaupungissa olivat samanlaisia.

Sen lisäksi, että tutkijat mittasivat kahdeksan tyyppistä BTH:ta lentokentän aerosolissa, tutkijat mittasivat myös tärkeimmät PM10:ssä löydetyt ionit ja orgaaniset hapot ymmärtääkseen kunkin molekyylityypin suuntaukset. He harkitsivat myös tuulen voimakkuutta ja suuntaa arvioidakseen erikseen, kuinka lentokentät vs. lähellä olevat tiet tai pysäköintialueet vaikuttivat BTH:hen.

Tulokset viittaavat siihen, että Linaten lentoasema-alue toimii merkittävänä paikallisena ulkoilman PM10:n bentsotiatsolikomponenttien lähteenä. Näitä ovat BTH, 2-aminobentsotiatsoli (BTH-NH2), 2-metyylibentsotiatsoli (BTH-Me), 2-metyylitiobentsotiatsoli (BTH-MeS), 2-merkaptobentsotiatsoli (BTH-SH) ja 2-bentsotiatsolisulfonihappo (BTH-SO3H). Koostumukseltaan seos oli hyvin samanlainen kuin raskaan liikenteen kaupungeissa.

Helmikuuhun verrattuna BTH-MeS:n arvot nousivat 37 %, BTH-NH2:n 54 % ja BTH-SO3H:n 161 %. PM10-tasot kuitenkin laskivat. Tämä saattaa johtua siitä, että lentoasema oli maaliskuussa vilkkaampi kuin helmikuussa, vaikka TWP:t ovat liian pieniä kasvattamaan merkittävästi PM10-massaa.

Sulfaatti- ja ammoniumionien osuus ionien kokonaismäärästä oli lähes 74 %. Erittäin korkeita nitraattipitoisuuksia on havaittu, mikä johtuu pääasiassa lentokoneiden moottoreiden päästämien typen oksidien muuttumisesta nitraateiksi yhdistettynä nitraatilla saastuneeseen ilmaan kaupunkiympäristössä. Tällaisia ​​sivureaktioita näytti esiintyvän usein lentokentän alueella.

Näiden kemikaalien mittaukset vaihtelivat säännöllisesti koko viikon ajan, huippunsa perjantaina ja lauantaina ja laskivat tiistaina. Tämä viittaa pikemminkin yhteyteen lentokentän toimintaan kuin varsinaiseen lentotoimintaan, koska saapuvat ja lähtevät eivät seuraa tätä kehitystä. Erityisesti BTH-SO3H- ja BTH-NH2-arvot korreloivat läheisesti, mikä viittaa niiden yhteiseen lähteeseen, luultavasti lentokentälle.

Toinen BTH-ryhmä saavutti huippunsa samana kahtena päivänä, mikä viittaa siihen, että kaikki BTH:t eivät ole peräisin samasta lähteestä. Jotkut, kuten BTH-MeS, voivat olla BTH-SH:n biohajoamistuotteita.

Natrium-, kloridi- ja magnesiumpitoisuudet ilmassa olivat suhteellisen korkeat ja saattoivat johtua jäänesto- tai jäänestoaineista, sillä Linaten lentoasema on 130 km:n päässä lähimmästä rannikosta.

Käyttämällä hierarkkista klusterianalyysiä (HCA), kemometristä menetelmää, tutkijat havaitsivat, että mittaukset jakautuivat kolmeen BTH-klusteriin, joista jokainen liittyy eri toimintoihin. Yksi klusteri liittyi lentoasemien toimintaan, erityisesti käytössä olevien ajoneuvojen tai lentokoneiden määrään. Toinen klusteri liittyi jäänpoisto- tai jäänestotoimenpiteisiin lentokentillä. Kolmas klusteri liittyi keskipitkän matkan kuljetuksiin. Tämä korostaa, että pakokaasupäästöt eivät ole BTH:n päälähde. Tuulianalyysi tuki myös tätä hypoteesia.

Työperäisen BTH-altistuksen riski tällä lentoasemalla oli kuitenkin pieni.

Uusia näkemyksiä ilmansaasteista lentokentillä

Tämä ensimmäinen laatuaan koskeva tutkimus tutki kahdeksan kemikaalia, jotka liittyvät renkaiden kulumiseen lentokentän ulkoilman PM10-ilmassa. Milanon Linaten lentoaseman osoitettiin olevan tärkeä paikallinen ilmassa kuljetettavien BTH:iden tuottaja, jonka koostumus on samanlainen kuin aerosoli kaupungeissa, joissa on paljon liikennettä. Useita lähteisiin liittyviä klustereita tunnistettiin, joista kaksi liittyi lentoasemien toimintaan. Vaarallisen BTH-altistumisen riski tällä lentoasemalla oli kuitenkin pieni.

Lähteet: