Исследование проводится в то время, когда новые технологии помогают ускорить разработку нефтегазовых месторождений в бассейне Юты, штат Юта, в других частях Соединенных Штатов и во многих других странах, и его результаты могут помочь менеджерам по контролю качества воздуха определить, как лучше всего минимизировать воздействие озона. загрязнение.Когда уровень озона резко возрастает, эксперты Агентства по охране окружающей среды (EPA) рекомендуют людям, особенно из уязвимых групп — детей, пожилых людей и всех, у кого уже есть респираторные заболевания, — ограничивать время на открытом воздухе.Загрязнение озоном зимой вызывает удивление, потому что обычно более интенсивный солнечный свет в летний сезон может вызвать химические реакции, которые создают загрязнение озоном, сказал ведущий автор Питер Эдвардс, ученый из Кооперативного института исследований в области наук об окружающей среде (CIRES) при Университете США. Колорадо Боулдер во время исследования, а сейчас работает в Йоркском университете в Англии.
Однако Эдвардс и его коллеги показали, что зимой на северо-востоке штата Юта уровни летучих органических соединений (ЛОС) становятся достаточно высокими, чтобы они сами могли запускать реакции, вызывающие загрязнение. Зимой теплый воздух наверху может задерживать холодный воздух внизу, создавая инверсию, в которой концентрируются ЛОС. Наличие снега увеличивает отражение света и ускоряет производство озона.
Например, в 2013 году содержание озона в Орей, штат Юта, в течение зимнего сезона в 49 раз превышало национальные стандарты качества воздуха. Напротив, в густонаселенном городском районе Риверсайд, штат Калифорния, стандарты были превышены примерно вдвое в том же году, но в течение лета.«То есть те же исходные ингредиенты, оксиды азота и летучие органические соединения, которые образуют озон в Риверсайде, но зимой в Юте это другая искра», — сказал соавтор Стивен Браун, ученый из Лаборатории исследования системы Земли NOAA в Боулдере, штат Колорадо. «В зимних условиях гораздо более высокие летучие органические соединения в штате Юта распадаются с образованием карбонильных соединений, которые вызывают образование озона».
Исследование основано на данных, собранных в ходе серии зимних исследований в бассейне Юинта, проводимых Джеймсом Робертсом из ESRL NOAA. «Мы столкнулись с целым рядом условий в течение трех зим, от снежных в 2013 и 2014 годах до практически полного отсутствия снега в 2012 году», — сказал Робертс. «Выбросы ЛОС в нефти и газе были высокими все три года, но высокий уровень озона наблюдался только в холодные снежные застоя».Исследователи из NOAA, CIRES и других организаций провели подробные измерения озона и химических ингредиентов, таких как летучие органические соединения и оксиды азота, которые превращаются в загрязнитель, и использовали химические модели, чтобы лучше понять химию, лежащую в основе образования озона в зимний период. .«Эти исследования в Юте заставили нас немного по-другому взглянуть на химию загрязнения воздуха», — сказал соавтор Йуст де Гау, исследователь из CIRES, работающий в NOAA ESRL. «Наши результаты могут помочь менеджерам по качеству воздуха в штатах и на местах, которые сталкиваются с эпизодами озона, разработать политику, а представителям промышленности — соответствовать стандартам качества воздуха в регионах, где они работают».