Undersøgelse finder uventede niveauer af brom i kraftværksudstødning

Nogle kulfyrede kraftværker i USA udsender gasser, der kan have betydelige effekter på atmosfæren og kan producere skadelige forbindelser i drikkevand, ifølge ny forskning.

En ny undersøgelse offentliggjort i Journal of Geophysical Research :Atmosfærer , et tidsskrift fra American Geophysical Union, finder uventet høje niveauer af reaktive bromholdige kemikalier i faner, der udsendes fra kulfyrede kraftværker, der ikke bruger en bestemt type udstødningsrensningsteknologi.

Bromarter påvirker kemien i atmosfæren, da sollys kan omdanne dem til ekstremt reaktive kemikalier. Disse kan derefter reagere med og ændre nedbrydningsprocessen af ​​forbindelser som nitrogenoxider og ozon, som begge er forurenende stoffer, der kan have skadelige virkninger på åndedrætssundheden. Den endelige virkning af disse reaktioner forskes stadig i, sagde forfatterne.

Bromarter, der udsendes fra kraftværker, kan også aflejres på overfladen af ​​vandområder, undersøgelsens forfattere sagde. Der kan de omdannes og reagere med kemikalier, der indføres for at desinficere drikkevand. Nogle af biprodukterne produceret af disse reaktioner anses for at være muligvis kræftfremkaldende efter langvarig eksponering, ifølge Centers for Disease Control and Prevention.

Nogle kulkraftværker forbedrer deres brændstoffer kunstigt med bromidsalte, fordi de hjælper med at reducere emission af kviksølv, et kemikalie med stærkt toksiske virkninger. Men denne strategi kan introducere bromholdige kemikalier i atmosfæren på en ukontrolleret måde, ifølge undersøgelsens forfattere.

"Bromidsalt, når det brænder, frigiver brom-radikaler, der binder sig med kviksølvet, og det bliver lettere at skrubbe kviksølvet ud af røggassen, " sagde Ben Lee, en forskningsmedarbejder ved Department of Atmospheric Sciences ved University of Washington i Seattle og hovedforfatter af det nye studie. "I deres forsøg på at rense kviksølvet, de skabte et sekundært problem med bromidet. "

Fordi bromemissioner fra kulfyrede kraftværker ikke er blevet undersøgt før nu, deres indvirkning på atmosfæren, som kan strække sig ind i områder langt fra emissionspunktet, er ikke godt forstået.

"Når du går længere væk fra de direkte emissionskilder som et kraftværk eller en by, hvad vi måske tror er et rent eller uberørt miljø, er det måske ikke, fordi disse kemilinjer, der er blevet kickstartet, fortsætter i et stykke tid, "Sagde Lee." Det er det, vi prøver at finde ud af, er, hvordan fortsætter det, og hvordan stopper det."

En mystisk observation

I begyndelsen af ​​2015, en gruppe forskere fra hele USA gik i gang med WINTER-kampagnen, et projekt for at forstå, hvordan vinterforhold påvirker skæbnen for forurenende stoffer, der udledes i det nordøstlige USA

Forskerne installerede snesevis af avancerede instrumenter ombord på NSF/NCAR C-130-flyet og prøvede adskillige udstødningsfaner, der stammede fra kraftværker i flere nordøstlige stater og Georgia.

Til forskernes overraskelse, faner med forhøjede niveauer af reaktive bromforbindelser blev tilskrevet kulfyrede kraftværker, der ikke brugte våd røggasafsvovling, en teknologi, der er beregnet til at behandle og opfange skadelige forurenende stoffer, før de udledes til atmosfæren. I modsætning, udstødningsfaner fra anlæg, der benyttede denne teknologi, var blottet for reaktive brom-arter, sagde Lee.

Plumer med reaktivt brom havde højere koncentrationer end hvad forfatterne forventede. Kul indeholder naturligt noget bromid, men dette alene kunne ikke forklare niveauerne målt i visse faner, ifølge forskerne. Undersøgelsens resultater tyder på, at planterne kan have forbedret deres kul med bromidsalte, selvom ingen af ​​planterne rapporterede at gøre det i løbet af undersøgelsen.

"Det er stadig et mysterium for os, " sagde Lee. "Hvis de ikke kunstigt tilsatte deres kul med bromidsalte, hvorfor målte vi så meget mere brom i udstødningen, end hvad der kan forklares?"

Denne undersøgelse undersøgte kun hver fane i sekunder til et par minutter, men mange kraftværker fungerer hele døgnet året rundt. Målingerne kunne have været en aberration i anlæggets driftsforhold, sagde Lee. For at forklare de forvirrende målinger fuldt ud, mere langsigtede målinger er nødvendige, han sagde.

Fremtidige undersøgelser kan give svar ved at identificere andre faktorer, der bidrager til deres emissioner, såsom våd røggasafsvovlingseffektivitet eller kulkvalitet. Og for at besvare spørgsmål om, hvordan reaktive halogener påvirker atmosfærisk kemi, undersøgelser af den kemiske omdannelse og kredsløb af halogener, efter at de er udsendt, er også nødvendige, sagde Lee.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra AGU Blogs (http://blogs.agu.org), et fællesskab af blogs om jord- og rumvidenskab, vært for American Geophysical Union. Læs den originale historie her.