Flygplatsdäckslitage visar sig vara en stor källa till dolda luftföroreningar

Flygplatsdäckslitage visar sig vara en stor källa till dolda luftföroreningar

Nya mätningar på Milan City Airport visar hur vardaglig flygplatsverksamhet, inte bara flygplansavgaser, tyst släpper ut industrikemikalier i luften vi andas, vilket förändrar förståelsen av luftföroreningar.

Studie: Spårning av källan: Första upptäckt av bensotiazoler i utomhusflygplatsaerosol. Fotokredit: Jaromir Chalabala/Shutterstock.com

Partiklar (PM) med en diameter på 10 mikrometer (PM10) i atmosfären är en betydande bärare av bensotiazoler (BTH) och bidrar till luftföroreningar. Dessa kopplingar undersöktes i samband med flygplatsaktivitet i en nyligen publicerad studie som publicerades i tidskriftenMiljökemi och ekotoxikologi.

Slitage på flygplansdäck är en överskattad källa till föroreningar

Flyg är en viktig del av det moderna livet och dess roll i transporter kommer att fortsätta att öka. Men det är också känt att det bidrar till miljöskador genom luftföroreningar. Även om avgasrelaterade föroreningsutsläpp har studerats tidigare, inklusive utsläpp av koldioxid och kväveoxider, är lite känt om icke-avgasrelaterade föroreningar som däckslitagepartiklar (TWP).

TWP är små partiklar som ständigt släpps ut från däcken på landfordon och flygplan när de färdas över hårda trottoarer. De slutar som mikroplastföroreningar i vatten, mark och luft. Bara på Frankfurts flygplats släpptes 83 ton 2019 enbart på grund av slitage på flygplansdäck.

TWP studerades för deras bildning, destination, oorganiska komponenter, form och form och andra kemiska egenskaper. Deras organiska sammansättning är fortfarande oklar, även om de förutom gummipolymer även innehåller tillsatser som är skadliga för miljön.

Till exempel kan TWP frigöra BTH, organiska föreningar som används för att tillverka frostskyddsmedel, avisningslösningar, bekämpningsmedel och i andra viktiga industrier som stål, papper och textil. De är irriterande, frätande och akut giftiga för levande organismer.

BTH-värden användes för att bestämma utsläpp utanför väg. De användes dock inte för att spåra TWP från flygande flygplan. Denna litteraturlucka motiverade den aktuella studien.

Flygplatsaktivitet relaterad till bensotiazoler i PM10-luft

Denna studie är den första i sitt slag. Studien genomfördes på Milano Linate flygplats och baserades på utomhushalter av PM10 uppmätt i februari och mars 2023. PM10-koncentrationen under dessa månader var mellan 11 och 81 μg m−3, med en median på 31 μg m−3. Detta är betydligt lägre än nivåerna som rapporterats på några kraftigt förorenade internationella flygplatser, inklusive en i Kina. PM10-nivåerna på flygplatsen och fyra andra platser i staden Milano var liknande.

Förutom att mäta åtta typer av BTH i flygplatsaerosol, mätte forskarna också de viktigaste joner och organiska syror som finns i PM10 för att förstå trenderna för varje molekyltyp. De övervägde också vindstyrka och riktning för att separat bedöma hur flygplatser kontra närliggande vägar eller parkeringsplatser bidrog till BTH.

Resultaten tyder på att Linate flygplatsområde fungerar som en betydande lokal källa till bensotiazolkomponenter i utomhusluft PM10. Dessa inkluderar BTH, 2-aminobensotiazol (BTH-NH2), 2-metylbensotiazol (BTH-Me), 2-metyltiobensotiazol (BTH-MeS), 2-merkaptobensotiazol (BTH-SH) och 2-bensotiazolsulfonsyra (BTH-SO3H). Sammansättningsmässigt var blandningen mycket lik den i städer med tung trafik.

Jämfört med februari ökade värdena för BTH-MeS med 37 %, BTH-NH2 med 54 % och BTH-SO3H med 161 %. Men PM10-nivåerna sjönk. Detta kan bero på att flygplatsen var mer trafikerad i mars jämfört med februari, även om TWP:erna är för små för att avsevärt öka PM10-massan.

Sulfat- och ammoniumjoner stod för nästan 74 % av de totala jonerna. Mycket höga nivåer av nitrat har observerats, främst beroende på omvandlingen av kväveoxider som släpps ut från flygplansmotorer till nitrater, tillsammans med nitratförorenad luft i stadsmiljön. Sådana sidoreaktioner verkade förekomma ofta på flygplatsområdet.

Mätningarna av dessa kemikalier fluktuerade regelbundet under veckan, toppade på fredag ​​och lördag och sjönk på tisdag. Detta tyder på en koppling till flygplatsaktivitet snarare än faktisk flygaktivitet, eftersom ankomster och avgångar inte följer denna trend. I synnerhet var BTH-SO3H- och BTH-NH2-värdena nära korrelerade, vilket tyder på deras gemensamma källa, förmodligen flygplatsen.

En annan grupp av BTH:er nådde sin topp på samma två dagar, vilket tyder på att inte alla BTH:er kommer från samma källa. Vissa, såsom BTH-MeS, kan vara en biologisk nedbrytningsprodukt av BTH-SH.

Natrium-, klorid- och magnesiumhalterna i luften var relativt höga och kan ha kommit från frostskyddsmedel eller avisningsmedel, eftersom Linate flygplats ligger 130 km från närmaste kust.

Med hjälp av hierarkisk klusteranalys (HCA), en kemometrisk metod, fann forskarna att mätningarna föll i tre BTH-kluster, var och en förknippad med olika aktiviteter. Ett kluster var relaterat till flygplatsaktivitet, särskilt antalet fordon eller flygplan i drift. Ett annat kluster gällde avisning eller anti-isning på flygplatser. Det tredje klustret var associerat med transport på medellång distans. Detta understryker att avgasutsläpp inte är huvudkällan till BTH. Vindanalysen stödde också denna hypotes.

Risken för yrkesmässig BTH-exponering på denna flygplats var dock låg.

Nya insikter om luftföroreningar på flygplatser

Denna första studie i sitt slag undersökte åtta kemikalier kopplade till däckslitage i en flygplats utomhus PM10-luft. Milano Linate flygplats visade sig vara en viktig lokal bidragsgivare till luftburna BTH, med en sammansättning som liknar aerosol i städer med tung trafik. Flera källrelaterade kluster identifierades, varav två var relaterade till flygplatsaktivitet. Risken för farlig BTH-exponering på denna flygplats var dock låg.

Källor: