Dekkslitasje på flyplasser viser seg å være en viktig kilde til skjulte luftforurensninger

Dekkslitasje på flyplasser viser seg å være en viktig kilde til skjulte luftforurensninger

Nye målinger på Milan City Airport viser hvordan daglige flyplassoperasjoner, ikke bare eksos fra fly, stille frigjør industrielle kjemikalier til luften vi puster inn, og endrer forståelsen av luftforurensning.

Studie: Sporing av kilden: Første påvisning av benzotiazoler i utendørs flyplassaerosol. Fotokreditt: Jaromir Chalabala/Shutterstock.com

Svevestøv (PM) med en diameter på 10 mikrometer (PM10) i atmosfæren er en betydelig bærer av benzotiazoler (BTH) og bidrar til luftforurensning. Disse forbindelsene ble undersøkt i sammenheng med flyplassaktivitet i en fersk studie publisert i tidsskriftetMiljøkjemi og økotoksikologi.

Slitasje på flydekk er en overvurdert kilde til forurensning

Flying er en viktig del av det moderne livet, og dens rolle i transport vil fortsette å øke. Det er imidlertid også anerkjent at det bidrar til miljøskade gjennom luftforurensning. Mens eksosrelaterte forurensende utslipp har blitt studert tidligere, inkludert utslipp av karbondioksid og nitrogenoksider, er lite kjent om ikke-eksosrelaterte forurensninger som dekkslitasjepartikler (TWP).

TWP-er er bittesmå partikler som hele tiden slippes ut fra dekkene til landkjøretøyer og fly når de reiser over hardt fortau. De ender opp som mikroplastforurensning i vann, jord og luft. Bare på Frankfurt lufthavn ble det sluppet 83 tonn i 2019 på grunn av slitasje på flydekk alene.

TWP-er ble studert for deres dannelse, destinasjon, uorganiske komponenter, form og form og andre kjemiske egenskaper. Deres organiske sammensetning er fortsatt uklar, selv om de i tillegg til gummipolymer også inneholder tilsetningsstoffer som er skadelige for miljøet.

For eksempel kan TWP-er frigjøre BTH, organiske forbindelser som brukes til å lage frostvæske, avisingsløsninger, plantevernmidler og i andre viktige industrier som stål, papir og tekstiler. De er irriterende, etsende og akutt giftige for levende organismer.

BTH-verdier ble brukt til å bestemme ikke-veiutslipp. Imidlertid ble de ikke brukt til å spore TWP-er fra flygende fly. Dette litteraturgapet motiverte denne studien.

Flyplassaktivitet knyttet til benzotiazoler i PM10-luft

Denne studien er den første i sitt slag. Studien ble utført på Milano Linate lufthavn og var basert på utendørs PM10-konsentrasjoner målt i februar og mars 2023. PM10-konsentrasjonen i disse månedene var mellom 11 og 81 μg m−3, med en median på 31 μg m−3. Dette er betydelig lavere enn nivåene rapportert på noen sterkt forurensede internasjonale flyplasser, inkludert en i Kina. PM10-nivåene på flyplassen og fire andre steder i byen Milano var like.

I tillegg til å måle åtte typer BTH i flyplassaerosol, målte forskerne også de viktigste ionene og organiske syrene som finnes i PM10 for å forstå trendene til hver molekyltype. De vurderte også vindstyrke og retning for å separat vurdere hvordan flyplasser kontra nærliggende veier eller parkeringsplasser bidro til BTH.

Resultatene tyder på at Linate flyplassområde fungerer som en betydelig lokal kilde til benzotiazolkomponenter i uteluft PM10. Disse inkluderer BTH, 2-aminobenzotiazol (BTH-NH2), 2-metylbenzotiazol (BTH-Me), 2-metyltiobenzotiazol (BTH-MeS), 2-merkaptobenzotiazol (BTH-SH) og 2-benzotiazolsulfonsyre (BTH-SO3H). Sammensetningsmessig var blandingen veldig lik den i byer med stor trafikk.

Sammenlignet med februar økte verdiene av BTH-MeS med 37 %, BTH-NH2 med 54 % og BTH-SO3H med 161 %. Imidlertid falt PM10-nivåene. Dette kan skyldes at flyplassen var travlere i mars sammenlignet med februar, selv om TWP-ene er for små til å øke PM10-massen betydelig.

Sulfat- og ammoniumioner utgjorde nesten 74 % av de totale ionene. Det er observert svært høye nivåer av nitrater, hovedsakelig på grunn av omdannelsen av nitrogenoksider som slippes ut av flymotorer til nitrater, kombinert med nitratforurenset luft i bymiljøet. Slike sidereaksjoner så ut til å forekomme hyppig på flyplassområdet.

Målingene av disse kjemikaliene svingte jevnlig gjennom uken, toppet på fredag ​​og lørdag og falt på tirsdag. Dette tyder på en kobling til flyplassaktivitet snarere enn faktisk flyaktivitet, da ankomster og avganger ikke følger denne trenden. Spesielt var BTH-SO3H- og BTH-NH2-verdiene nært korrelerte, noe som tyder på deres vanlige kilde, sannsynligvis flyplassen.

En annen gruppe BTH-er nådde alle de samme to dagene, noe som tyder på at ikke alle BTH-er kommer fra samme kilde. Noen, for eksempel BTH-MeS, kan være et biologisk nedbrytningsprodukt av BTH-SH.

Natrium-, klorid- og magnesiumnivåene i luften var relativt høye og kan ha kommet fra frostvæske eller avisingsmidler, da Linate flyplass ligger 130 km fra nærmeste kyst.

Ved å bruke hierarkisk klyngeanalyse (HCA), en kjemometrisk metode, fant forskerne at målingene falt i tre BTH-klynger, hver assosiert med forskjellige aktiviteter. En klynge var relatert til flyplassaktivitet, spesielt antall kjøretøy eller fly i drift. En annen klynge knyttet til avising eller anti-ising prosedyrer på flyplasser. Den tredje klyngen var assosiert med mellomdistansetransport. Dette fremhever at eksosutslipp ikke er hovedkilden til BTH. Vindanalysen støttet også denne hypotesen.

Risikoen for yrkesmessig BTH-eksponering på denne flyplassen var imidlertid lav.

Ny innsikt i luftforurensning på flyplasser

Denne første av sitt slag studie undersøkte åtte kjemikalier knyttet til dekkslitasje i en flyplasss utendørs PM10-luft. Milano Linate lufthavn ble vist å være en viktig lokal bidragsyter til luftbårne BTH-er, med en sammensetning som ligner på aerosol i byer med stor trafikk. Det ble identifisert flere kilderelaterte klynger, hvorav to var relatert til flyplassaktivitet. Risikoen for farlig BTH-eksponering på denne flyplassen var imidlertid lav.

Kilder: