Bandenslijtage op luchthavens blijkt een belangrijke bron van verborgen luchtverontreinigende stoffen te zijn

Bandenslijtage op luchthavens blijkt een belangrijke bron van verborgen luchtverontreinigende stoffen te zijn

Nieuwe metingen op Milan City Airport laten zien hoe de dagelijkse luchthavenactiviteiten, en niet alleen de uitlaatgassen van vliegtuigen, stilletjes industriële chemicaliën vrijgeven in de lucht die we inademen, waardoor het begrip van luchtvervuiling verandert.

Onderzoek: Opsporing van de bron: Eerste detectie van benzothiazolen in aërosol buiten op luchthavens. Fotocredit: Jaromir Chalabala/Shutterstock.com

Fijnstof (PM) met een diameter van 10 micrometer (PM10) in de atmosfeer is een belangrijke drager van benzothiazolen (BTH) en draagt ​​bij aan luchtverontreiniging. Deze verbindingen werden onderzocht in de context van luchthavenactiviteiten in een recent onderzoek dat in het tijdschrift werd gepubliceerdMilieuchemie en ecotoxicologie.

Slijtage van vliegtuigbanden is een overschatte bron van vervuiling

Vliegen is een belangrijk onderdeel van het moderne leven en de rol ervan in het transport zal blijven toenemen. Er wordt echter ook erkend dat het bijdraagt ​​aan milieuschade door luchtverontreiniging. Hoewel er in het verleden onderzoek is gedaan naar de emissies van uitlaatgassen, waaronder de emissies van kooldioxide en stikstofoxiden, is er weinig bekend over niet-uitlaatgassengerelateerde verontreinigende stoffen zoals bandenslijtagedeeltjes (TWP's).

TWP's zijn kleine deeltjes die voortdurend worden uitgestoten door de banden van landvoertuigen en vliegtuigen terwijl ze over harde bestrating rijden. Ze eindigen als microplasticvervuiling in het water, de bodem en de lucht. Alleen al op de luchthaven van Frankfurt kwam in 2019 83 ton vrij als gevolg van de slijtage van vliegtuigbanden.

TWP's werden bestudeerd op hun vorming, bestemming, anorganische componenten, vorm en vorm en andere chemische eigenschappen. Hun organische samenstelling blijft onduidelijk, al bevatten ze naast rubberpolymeer ook additieven die schadelijk zijn voor het milieu.

TWP's kunnen bijvoorbeeld BTH vrijgeven, organische verbindingen die worden gebruikt om antivriesmiddelen, ontdooioplossingen, pesticiden en in andere belangrijke industrieën zoals staal, papier en textiel te maken. Ze zijn irriterend, bijtend en acuut giftig voor levende organismen.

BTH-waarden werden gebruikt om de niet-weg-emissies te bepalen. Ze werden echter niet gebruikt om TWP's vanuit vliegende vliegtuigen te volgen. Deze literatuurkloof was de aanleiding voor dit onderzoek.

Luchthavenactiviteit gerelateerd aan benzothiazolen in PM10-lucht

Deze studie is de eerste in zijn soort. Het onderzoek werd uitgevoerd op de luchthaven Milaan Linate en was gebaseerd op PM10-concentraties buitenshuis gemeten in februari en maart 2023. De PM10-concentratie gedurende deze maanden lag tussen 11 en 81 μg m−3, met een mediaan van 31 μg m−3. Dit is aanzienlijk lager dan de niveaus die worden gerapporteerd op sommige zwaar vervuilde internationale luchthavens, waaronder één in China. PM10-niveaus op de luchthaven en op vier andere locaties in de stad Milaan waren vergelijkbaar.

Naast het meten van acht soorten BTH in aërosol op luchthavens, hebben de onderzoekers ook de belangrijkste ionen en organische zuren in PM10 gemeten om de trends van elk molecuultype te begrijpen. Ze hielden ook rekening met de windsterkte en -richting om afzonderlijk te beoordelen hoe luchthavens versus nabijgelegen wegen of parkeerterreinen bijdroegen aan BTH.

De resultaten suggereren dat het luchthavengebied van Linate fungeert als een belangrijke lokale bron van benzothiazoolcomponenten in PM10 in de buitenlucht. Deze omvatten BTH, 2-aminobenzothiazool (BTH-NH2), 2-methylbenzothiazool (BTH-Me), 2-methylthiobenzothiazool (BTH-MeS), 2-mercaptobenzothiazool (BTH-SH) en 2-benzothiazoolsulfonzuur (BTH-SO3H). Het mengsel leek qua samenstelling sterk op dat in drukbezochte steden.

Vergeleken met februari zijn de waarden van BTH-MeS met 37% gestegen, van BTH-NH2 met 54% en van BTH-SO3H met 161%. De PM10-niveaus daalden echter. Dit kan komen doordat het in maart drukker was op de luchthaven dan in februari, hoewel de TWP's te klein zijn om de PM10-massa aanzienlijk te vergroten.

Sulfaat- en ammoniumionen waren goed voor bijna 74% van de totale ionen. Er zijn zeer hoge niveaus van nitraten waargenomen, voornamelijk als gevolg van de omzetting van stikstofoxiden uitgestoten door vliegtuigmotoren in nitraten, gekoppeld aan met nitraat vervuilde lucht in de stedelijke omgeving. Dergelijke nevenreacties leken veelvuldig voor te komen in het luchthavengebied.

Metingen van deze chemicaliën fluctueerden regelmatig gedurende de week, met een piek op vrijdag en zaterdag en een daling op dinsdag. Dit suggereert dat er eerder sprake is van een verband met de luchthavenactiviteit dan met de daadwerkelijke vluchtactiviteit, aangezien aankomsten en vertrekken deze trend niet volgen. Met name de BTH-SO3H- en BTH-NH2-waarden waren nauw gecorreleerd, wat erop duidt dat hun gemeenschappelijke bron waarschijnlijk de luchthaven is.

Een andere groep BTH's piekte allemaal op dezelfde twee dagen, wat erop wijst dat niet alle BTH's uit dezelfde bron komen. Sommige, zoals BTH-MeS, zouden een biologisch afbraakproduct van BTH-SH kunnen zijn.

Het natrium-, chloride- en magnesiumgehalte in de lucht was relatief hoog en kan afkomstig zijn van antivries- of ontdooimiddelen, aangezien de luchthaven Linate 130 km van de dichtstbijzijnde kust ligt.

Met behulp van hiërarchische clusteranalyse (HCA), een chemometrische methode, ontdekten de wetenschappers dat de metingen in drie BTH-clusters vielen, elk geassocieerd met verschillende activiteiten. Eén cluster hield verband met de luchthavenactiviteit, met name het aantal in gebruik zijnde voertuigen of vliegtuigen. Een ander cluster had betrekking op de-icing- of anti-icing-procedures op luchthavens. De derde cluster hield verband met het middellangeafstandsvervoer. Dit benadrukt dat uitlaatemissies niet de belangrijkste bron van BTH's zijn. De windanalyse ondersteunde deze hypothese ook.

Het risico op beroepsmatige blootstelling aan BTH op deze luchthaven was echter laag.

Nieuwe inzichten in luchtverontreiniging op luchthavens

Deze eerste studie in zijn soort onderzocht acht chemicaliën die verband houden met bandenslijtage in de PM10-buitenlucht van een luchthaven. De luchthaven Milaan Linate bleek een belangrijke lokale bijdrage te leveren aan BTH's in de lucht, met een samenstelling die vergelijkbaar is met die van aerosolen in steden met veel verkeer. Er zijn verschillende brongerelateerde clusters geïdentificeerd, waarvan er twee gerelateerd zijn aan luchthavenactiviteit. Het risico op gevaarlijke blootstelling aan BTH op deze luchthaven was echter laag.

Bronnen: