Olie- og gasemissioner en væsentlig bidragyder til dårlige ozondage

På visse dage i 2014, olie- og gasemissioner ydede et stort bidrag til høje ozonniveauer om sommeren i det nordøstlige Colorado, ifølge en ny undersøgelse ledet af CIRES og NOAA forskere. Høje koncentrationer af ozon om sommeren i Colorados nordlige frontområde er ikke begrænset til det urbane Denver-område. Høje ozonniveauer blev også observeret i landdistrikter, hvor olie- og gasaktivitet var den primære kilde til ozonprækursorer, undersøgelsen fandt.

"Hvis forholdene er rigtige, emissioner fra olie og gas kan bidrage med op til 20-30 dele per milliard (ppb) på dårlige ozondage og kan føre til overskridelser af Environmental Protection Agency (EPA) standarder, " sagde Lucy Cheadle, der ledede arbejdet som forskningsmedarbejder i Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences ved University of Colorado Boulder, der arbejder i NOAA Earth System Research Laboratory. Artiklen er publiceret i tidsskriftet Elementa:Videnskab om antropocæn .

Ozon om sommeren er et problem i Colorados nordlige frontområde, hvor koncentrationerne periodisk overstiger den nuværende sundhedsstandard på 75 ppb (opfyldt, når det fjerdehøjeste maksimale daglige 8-timers gennemsnit, i gennemsnit over tre år, er mindre end eller lig med 75 ppb). Maksimal sommertid ozon i Denver er steget lidt i de seneste årtier, i modsætning til mange steder i det østlige USA, hvor maksimal ozon om sommeren er faldet markant som reaktion på emissionsreduktioner.

En grund til, at olie- og gasemissioner i det nordøstlige Colorado nogle gange kan skubbe ozonniveauerne over EPA-standarden, er, at de underliggende baggrunds-ozonniveauer kun er cirka 20 ppb under 75 ppb-standarden, ifølge undersøgelsens beregninger. I dette studie, forskerne vurderede, at på en gennemsnitlig sommerdag i Colorados nordlige Front Range, omkring 45-55 ppb ozon i luften over overfladen er fra regionale baggrundskilder eller resterende ozon produceret lokalt i de foregående dage. Det udgangspunkt giver meget lidt plads til lokal ozonproduktion, før niveauerne rammer den sundhedsbaserede standard.

Til denne undersøgelse, forskerne brugte data indsamlet i løbet af sommeren 2014, da intensive målinger af regionens atmosfære fandt sted. Forskere fra en række institutioner, herunder NOAA, NCAR, NASA, Aerodyne, Colorado Department of Public Health and Environment, CU Boulder, og UC Irvine foretog målinger med fly, balloner, mobile laboratorier, og andre jordbaserede faciliteter til at karakterisere emissioner fra mange mulige kilder – herunder olie- og gasaktiviteter, motorkøretøjer, kraftværker, industrielle aktiviteter, landbrug, skovbrande, og transporteret forurening.

Cheadle og hendes kolleger fokuserede på tre dage (23. juli, 3. august, og 13. august), da et mobilt laboratorium målte forurenende stoffer nær Greeley, Colorado, i Wattenberg olie- og gasfeltet nordøst for Denver. For hver dag, forskerne dissekerede de relative roller af olie- og gasaktiviteter, landbrug, og andre faktorer på ozonniveauet. Det gjorde de ved at se på koncentrationer af adskillige gasser målt sammen med ozon - inklusive metan, ethan, carbonmonoxid, dinitrogenoxid - der bruges til at identificere forskellige kilder til ozonprækursorer.

Samlet set, forskerne fandt en stor indflydelse af olie- og gasemissioner på ozondannelse i undersøgelsesområdet, sammen med en vis indflydelse fra by-emissioner. Den 23. juli ozonniveauerne var lavere end de to andre dage, give forskere en baseline, eller lave emissioner, sag. Både den 3. og 13. august kl. ozonniveauerne var meget højere:30 ppb eller mere over koncentrationerne på "gennemsnitlige" ozondage, eller dage med begrænset lokal ozonproduktion, ifølge undersøgelsen.

"Alle vores casestudier viste den potentielle indflydelse af emissioner fra olie- og gasaktiviteter på ozonproduktion, men den 13. august viste de klareste beviser, " sagde Cheadle. "Den dag, andre kilder til emission af ozonprækursorer var lave, og olie og gas var den primære emissionskilde til stede og den vigtigste bidragyder til høj ozonproduktion."

Disse resultater er signifikante, fordi overskridelser af EPA-standarder er baseret på enkelte dage og ikke samlet forbedring i gennemsnit over flere dage. "De høje ozonniveauer, vi observerede på dage, hvor olie- og gasaktivitet var en primær bidragyder, understreger vigtigheden af ​​bedre at kvantificere bidraget fra olie- og gasaktiviteter, " sagde Cheadle. "Denne forståelse kunne understøtte strategier, der sigter mod at holde regionen inden for ozongrænserne."