Luftforurening fra olie- og gasproduktionssteder synlig fra rummet

Olie- og gasproduktionen er fordoblet i nogle dele af USA i de sidste to år, og forskere kan bruge satellitter til at se virkningerne af denne tendens:en betydelig stigning i frigivelsen af ​​det lungeirriterende luftforurenende nitrogendioxid, for eksempel, og en mere end fordobling af mængden af ​​gas, der blussede op i atmosfæren.

"Vi ser industriens voksende indflydelse fra rummet, " sagde Barbara Dix, en videnskabsmand ved Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) ved University of Colorado Boulder og hovedforfatter af den nye vurdering offentliggjort i AGU-tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve . "Vi er virkelig på det punkt, hvor vi kan bruge satellitdata til at give feedback til virksomheder og regulatorer, og se, om de har succes med at regulere emissioner."

Dix og et hold af amerikanske og hollandske forskere satte sig for at se, om en række satellitbaserede instrumenter kunne hjælpe forskere med at forstå mere om nitrogenoxidforurening (inklusive nitrogendioxid), der kommer fra motorer i amerikanske olie- og gasfelter. Forbrændingsmotorer producerer nitrogenoxider, som er luftvejsirriterende og kan føre til dannelse af andre typer skadelige luftforurenende stoffer, såsom jordnær ozon.

På olie- og gasborings- og produktionssteder, der kan være flere små og store forbrændingsmotorer, boring, komprimere gas, adskille væsker og gasser, og transport af gas og olie gennem rør og lagerbeholdere, sagde medforfatter Joost de Gouw, en CIRES Fellow og kemiprofessor ved CU Boulder. Emissionerne fra disse motorer er ikke kontrolleret. "Biler har katalysatorer, store industrielle stakke kan have udstyr til reduktion af emissioner..." sagde de Gouw. "Det er ikke tilfældet med disse motorer."

Konventionelle "opgørelser" beregnet til at tage højde for nitrogenoxidforurening fra olie- og gasanlæg er ofte meget usikre, undervurderer eller overvurderer forurenende stoffer, sagde de Gouw. Og der er få vedvarende målinger af nitrogenoxider i mange af de landdistrikter, hvor olie- og gasudvikling ofte finder sted, sagde Dix.

Så hun, de Gouw og deres kolleger henvendte sig til nitrogendioxiddata fra Ozon Monitoring Instrument (OMI) om bord på en NASA-satellit og Tropospheric Monitoring Instrument (TropOMI) på en European Space Agency-satellit. De så også på gasafbrændingsdata fra et instrument på NOAA/NASA Suomi-satellitsystemet.

Mellem 2007 og 2019, i store dele af USA, nitrogendioxid-forureningsniveauet faldt på grund af renere biler og kraftværker, holdet fandt, bekræfter tidligere rapporterede resultater. Ren lufttendensen i satellitdata var mest tydelig i byområder i Californien, Washington og Oregon og i den østlige halvdel af det kontinentale USA. "Vi har ryddet meget op i vores handling, " sagde Dix.

Imidlertid, flere områder stak ud med øgede emissioner af nitrogendioxid:Perm, Bakken og Eagle Ford olie- og gasbassiner, i Texas og New Mexico, North Dakota, og Texas, henholdsvis.

I de områder, videnskabsmændene brugte en type tidsserieanalyse til at finde ud af, hvor forureningen kom fra:Boring af nye brønde vs. længerevarende produktion. De kunne lave denne form for analyse, fordi boreaktiviteten svinger hurtigt op og ned som reaktion på markedskræfterne, mens produktionen ændrer sig langt langsommere (når en brønd er boret, det kan producere olie og naturgas i årevis eller endda årtier).

Før en nedtur i boringen i 2015, boring genererede omkring 80 procent af nitrogendioxid fra olie- og gasanlæg, holdet rapporterede. Efter 2015, boring og produktion producerede nogenlunde lige store mængder af forureningen. Flaring anslås at bidrage med op til 10 procent i begge tidsrammer.

Forskerne udviklede også en ny opgørelse over olie- og gasemissioner, ved hjælp af data om brændstofforbrug i industrien, placeringen af ​​borerigge, og produktionsdata på godt niveau. Opgørelsen bekræftede satellittendenserne, sagde medforfatter Brian McDonald, en CIRES-forsker, der arbejder i NOAA's Chemical Sciences Division, "Det er en lovende udvikling, at det, vi observerer fra rummet, kan forklares med forventede tendenser i emissioner fra olie- og gasindustrien."

"Videnskabeligt dette er især vigtigt:vi kan udføre kildetilskrivning via satellit, " sagde de Gouw. "Vi er nødt til at kende de vigtige kilder for at håndtere disse emissioner på den mest omkostningseffektive måde."