Zużycie opon na lotniskach okazuje się głównym źródłem ukrytych substancji zanieczyszczających powietrze

Zużycie opon na lotniskach okazuje się głównym źródłem ukrytych substancji zanieczyszczających powietrze

Nowe pomiary na lotnisku miejskim w Mediolanie pokazują, jak codzienna obsługa lotniska, a nie tylko spaliny samolotów, powoduje ciche uwalnianie przemysłowych chemikaliów do powietrza, którym oddychamy, zmieniając zrozumienie zanieczyszczenia powietrza.

Badanie: Wyśledzenie źródła: pierwsze wykrycie benzotiazoli w aerozolu znajdującym się na zewnątrz lotniska. Źródło zdjęcia: Jaromir Chalabala/Shutterstock.com

Cząstki stałe (PM) o średnicy 10 mikrometrów (PM10) obecne w atmosferze są istotnym nośnikiem benzotiazoli (BTH) i przyczyniają się do zanieczyszczenia powietrza. Połączenia te zostały zbadane w kontekście działalności portów lotniczych w niedawnym badaniu opublikowanym w czasopiśmieChemia środowiska i ekotoksykologia.

Zużycie opon samolotów jest przecenianym źródłem zanieczyszczeń

Latanie jest ważną częścią współczesnego życia, a jego rola w transporcie będzie nadal rosnąć. Uznaje się jednak również, że przyczynia się on do szkód w środowisku poprzez zanieczyszczenie powietrza. Chociaż w przeszłości badano emisję substancji zanieczyszczających związanych ze spalinami, w tym emisję dwutlenku węgla i tlenków azotu, niewiele wiadomo na temat substancji zanieczyszczających niezwiązanych ze spalinami, takich jak cząstki pochodzące ze zużycia opon (TWP).

TWP to maleńkie cząstki stale emitowane z opon pojazdów lądowych i samolotów poruszających się po twardym chodniku. Kończą jako zanieczyszczenie mikroplastikiem w wodzie, glebie i powietrzu. Na samym lotnisku we Frankfurcie w 2019 r. uwolniono 83 tony substancji, głównie z powodu zużycia opon samolotów.

TWP badano pod kątem ich powstawania, przeznaczenia, składników nieorganicznych, kształtu i formy oraz innych właściwości chemicznych. Ich skład organiczny pozostaje niejasny, chociaż oprócz polimeru kauczukowego zawierają także dodatki szkodliwe dla środowiska.

Na przykład TWP mogą uwalniać BTH, związki organiczne stosowane do produkcji środków przeciw zamarzaniu, roztworów odladzających, pestycydów i w innych ważnych gałęziach przemysłu, takich jak stal, papier i tekstylia. Są drażniące, żrące i ostro toksyczne dla organizmów żywych.

Do określenia emisji pojazdów nieporuszających się po drogach wykorzystano wartości BTH. Nie były one jednak używane do śledzenia TWP z latających samolotów. Ta luka w literaturze była motywacją do przeprowadzenia niniejszego badania.

Działalność lotniska związana z benzotiazolami w powietrzu PM10

Niniejsze badanie jest pierwszym tego rodzaju. Badanie przeprowadzono na lotnisku Linate w Mediolanie i oparto się na stężeniach PM10 na zewnątrz zmierzonych w lutym i marcu 2023 r. Stężenie PM10 w tych miesiącach mieściło się w przedziale od 11 do 81 μg m−3, przy medianie wynoszącej 31 μg m−3. To znacznie mniej niż poziomy odnotowane na niektórych silnie zanieczyszczonych lotniskach międzynarodowych, w tym na jednym w Chinach. Poziom PM10 na lotnisku i czterech innych lokalizacjach w Mediolanie był podobny.

Oprócz pomiaru ośmiu rodzajów BTH w aerozolu lotniskowym naukowcy zmierzyli także główne jony i kwasy organiczne występujące w PM10, aby zrozumieć trendy każdego typu cząsteczek. Wzięli także pod uwagę siłę i kierunek wiatru, aby osobno ocenić, w jaki sposób lotniska w porównaniu z pobliskimi drogami lub parkingami przyczyniły się do BTH.

Wyniki sugerują, że teren lotniska Linate jest znaczącym lokalnym źródłem składników benzotiazolowych w powietrzu zewnętrznym PM10. Należą do nich BTH, 2-aminobenzotiazol (BTH-NH2), 2-metylobenzotiazol (BTH-Me), 2-metylotiobenzotiazol (BTH-MeS), 2-merkaptobenzotiazol (BTH-SH) i kwas 2-benzotiazolosulfonowy (BTH-SO3H). Mieszanka pod względem składu była bardzo podobna do tej stosowanej w miastach o dużym natężeniu ruchu.

W porównaniu do lutego wartości BTH-MeS wzrosły o 37%, BTH-NH2 o 54% i BTH-SO3H o 161%. Jednak poziom PM10 spadł. Może to wynikać z większego ruchu na lotnisku w marcu w porównaniu z lutym, chociaż TWP są zbyt małe, aby znacząco zwiększyć masę PM10.

Jony siarczanowe i amonowe stanowiły prawie 74% ogółu jonów. Zaobserwowano bardzo wysoki poziom azotanów, głównie na skutek przemiany tlenków azotu emitowanych przez silniki lotnicze w azotany, w połączeniu z zanieczyszczonym azotanami powietrzem w środowisku miejskim. Wydaje się, że takie reakcje uboczne często występują na terenie lotniska.

Pomiary tych substancji chemicznych zmieniały się regularnie w ciągu tygodnia, osiągając szczyt w piątek i sobotę i spadając we wtorek. Sugeruje to raczej związek z działalnością portu lotniczego niż faktyczną działalnością lotniczą, ponieważ przyloty i odloty nie podlegają tej tendencji. W szczególności wartości BTH-SO3H i BTH-NH2 były ze sobą ściśle powiązane, co sugeruje ich wspólne źródło, prawdopodobnie lotnisko.

Inna grupa BTH osiągnęła szczyt w tych samych dwóch dniach, co sugeruje, że nie wszystkie BTH pochodzą z tego samego źródła. Niektóre, takie jak BTH-MeS, mogą być produktem biodegradacji BTH-SH.

Poziomy sodu, chlorków i magnezu w powietrzu były stosunkowo wysokie i mogły pochodzić ze środków zapobiegających zamarzaniu lub odladzających, ponieważ lotnisko Linate znajduje się 130 km od najbliższego wybrzeża.

Stosując hierarchiczną analizę skupień (HCA), metodę chemometryczną, naukowcy odkryli, że pomiary można podzielić na trzy skupienia BTH, każdy powiązany z inną działalnością. Jedno skupisko było związane z działalnością portu lotniczego, w szczególności liczbą eksploatowanych pojazdów lub samolotów. Kolejne skupienie dotyczyło procedur odladzania lub zapobiegania oblodzeniu na lotniskach. Trzecie skupienie było związane z transportem średniodystansowym. Podkreśla to, że emisje spalin nie są głównym źródłem BTH. Analiza wiatru również potwierdziła tę hipotezę.

Jednakże ryzyko zawodowego narażenia na BTH na tym lotnisku było niskie.

Nowe spojrzenie na zanieczyszczenie powietrza na lotniskach

W tym pierwszym w swoim rodzaju badaniu zbadano osiem substancji chemicznych powiązanych ze zużyciem opon w powietrzu PM10 znajdującym się na zewnątrz lotniska. Wykazano, że port lotniczy Mediolan-Linate jest ważnym lokalnym źródłem BTH unoszących się w powietrzu, a jego skład jest podobny do aerozolu w miastach o dużym natężeniu ruchu. Zidentyfikowano kilka skupień źródłowych, z czego dwa związane były z działalnością portów lotniczych. Jednakże ryzyko niebezpiecznego narażenia na BTH na tym lotnisku było niskie.

Źródła: