Nivelurile ridicate de poluare cu ozon în timpul lunilor reci reprezintă amenințări la adresa sănătății publice și a mediului.

Cauza neașteptată a poluării cu ozon

De zeci de ani, poluarea cu ozon a fost legată de lumina intensă a soarelui și de căldura verii, care determină reacții chimice între precursorii ozonului, cum ar fi oxizii de azot (NOx), compușii organici volatili (COV) și monoxidul de carbon (CO).

Aceste reacții sunt susținute de temperaturi ridicate și radiații solare puternice. Cu toate acestea, și în iernile reci din nordul Chinei s-au înregistrat niveluri alarmante de ozon, Lanzhou – un oraș renumit pentru activitatea sa industrială – prezentând mai intens acest fenomen În ianuarie 2018, concentrațiile orare de ozon din Lanzhou au depășit 100 de părți per miliard în volum (ppbv), atingând un vârf de 121 ppbv.

Cauza neașteptată a poluării cu ozon. Astfel, se depășește cu mult pragul de siguranță. Cercetătorii atribuie această anomalie condițiilor atmosferice unice și emisiilor industriale locale, în principal din sectorul petrochimic, potrivit The Brighterside.

Descoperirea unor astfel de niveluri ridicate de ozon în timpul iernii subliniază o tendință mai largă. Evenimente similare de poluare au fost documentate în alte regiuni, cum ar fi Delta Fluviului Galben și Shijiazhuang, unde emisiile industriale grele și condițiile meteorologice specifice creează medii favorabile pentru formarea ozonului pe timp de iarnă.

Cauza neașteptată a poluării cu ozon. Aceste constatări, publicate în revista Environmental Science and Ecotechnology, evidențiază necesitatea reevaluării strategiilor de management al calității aerului, concentrate în mod tradițional pe lunile de vară.

Care sunt principalii vinovați pentru poluarea cu ozon

Principalii vinovați din spatele poluării cu ozon de iarnă din Lanzhou sunt alchenele, hidrocarburile reactive eliberate în timpul proceselor petrochimice.

În timpul perioadei de studiu din 2018, concentrațiile în timpul zilei de COV non-metan au fost, în medie, de 153,4 ppbv, alchenele reprezentând mai mult de jumătate. În mod surprinzător, factorii determinanți tipici ai formării ozonului – lumina soarelui și căldura – au jucat un rol minim.

În schimb, reacțiile chimice care implică alchene – în special ozonoliza lor – au apărut ca mecanism dominant. Ozonoliza alchenelor produce intermediari Criegee, acele molecule instabile care se descompun rapid în radicali reactivi (OH, HO₂ și RO₂). Acești radicali alimentează o reacție în lanț care accelerează producția de ozon, chiar și sub lumina slabă a soarelui și temperaturi scăzute.

În Lanzhou, ozonoliza alchenei a contribuit cu aproape 90% din ozonul generat în timpul episoadelor de poluare. Acest mecanism unic subliniază importanța emisiilor localizate și provoacă teoria care asociază formarea ozonului exclusiv cu vremea însorită și caldă.

Ce sunt alchenele și cum contribuie la poluare

Alchenele specifice care conduc acest fenomen includ trans/cis-2-butenă și propena, care sunt emise în cantități mari din industria petrochimică din Lanzhou. Aceste hidrocarburi reactive nu numai că domină procesele chimice locale, dar evidențiază și necesitatea unor controale specifice ale emisiilor în regiunile industriale.

Geografia orașului Lanzhou amplifică problemele legate de poluare. Situat într-un bazin înconjurat de munți, orașul se confruntă cu o circulație slabă a aerului. Această barieră naturală captează poluanții, creând condiții care exacerba problemele de calitate a aerului pe timp de iarnă. Emisiile dense de la instalațiile petrochimice ale orașului agravează și mai mult problema.

În general, studiile despre ozon din Lanzhou s-au concentrat asupra verii, când domină temperaturile ridicate și lumina soarelui. Cu toate acestea, studiul de iarnă din 2018 a arătat că radiația solară slabă (în medie 263,6 wați pe metru pătrat) și temperaturile scăzute (-1,7 ° C) nu au împiedicat formarea ozonului. Aceste condiții, combinate cu emisii mari de precursori, au dus la o poluare severă.

Dependența de industria grea și cererea crescută de energie

În plus, dependența orașului de industria grea și cererea crescută de energie în timpul iernii, contribuie la emisii crescute de NOx și COV. Acești poluanți, în condiții meteorologice stagnante, se acumulează în atmosfera inferioară, creând o furtună perfectă pentru formarea ozonului.

„Acest studiu actualizează modul în care înțelegem poluarea cu ozon, demonstrând că aceasta poate avea loc în condiții de lumină scăzută și de temperaturi scăzute”, au declarat cercetătorii Jin Yang și Yangzong Zeren. „Descoperirile noastre completează opiniile convenționale și solicită acțiuni specifice în regiunile industriale”, au avertizat ei.