Studie zeigt das Ausmaß der Chemikalie in der Winterluft von Fairbanks

Eine chemische Verbindung, die 2019 in der Winterluft von Fairbanks, Alaska, entdeckt wurde, ist laut neuen Forschungsergebnissen, die darauf abzielen, die Ursachen und Zusammensetzung der schmutzigen Luft besser zu verstehen, für einen erheblichen Teil der Feinstaubbelastung der Gemeinde verantwortlich.

Der Befund ist die erste Messung, wie viel Hydroxymethansulfonat oder HMS in der Luft von Fairbanks ist.

Die Verbindung machte 3 % bis 7 % der Gesamtmenge an Partikeln kleiner als 2,5 Mikrometer oder PM2,5 während Verschmutzungsepisoden aus. Diese Menge ist wesentlich höher als anderswo beobachtet, was das Forschungsteam zu dem Schluss veranlasste, dass die extrem niedrigen Temperaturen von Fairbanks ein Faktor bei der Bildung der Verbindung sind.

„Die Menschen in der Gemeinde sind sich dessen wirklich nicht bewusst“, sagte Jingqiu Mao, Hauptforscher der Forschung. „Wir halten es für wichtig, die Gemeinde über diese neue chemische Verbindung in Fairbanks zu informieren.“

„Über die gesundheitlichen Auswirkungen von Hydroxymethansulfonat ist sehr wenig bekannt“, sagte er. „Diese Verbindung ist neu für uns in den Bereichen Atmosphärenchemie und Luftqualität. Wir wussten nicht, dass diese Verbindung so reichlich vorhanden sein könnte.“

Die Studie wurde im Mai in veröffentlicht Umweltwissenschaft und -technologie und verfasst von James Campbell, einem Doktoranden von Mao. An der Arbeit waren Wissenschaftler des Fairbanks Geophysical Institute der University of Alaska, des Georgia Institute of Technology, der Johns Hopkins University und des Goddard Space Flight Center der NASA beteiligt.

Die Forschungsarbeit ist die erste, die im Rahmen eines dreijährigen Stipendiums der National Science Foundation erstellt wurde.

Fairbanks wurde von der US-Umweltschutzbehörde beauftragt, die Luftqualität im Winter zu verbessern, und arbeitet seit Jahren daran. Die Gemeinschaft und der Staat müssen bei Nichteinhaltung mit Strafen rechnen.

Das neue HMS-Ergebnis ist auch deshalb von Bedeutung, weil neuere Studien gezeigt haben, dass Hydroxymethansulfonat leicht mit Sulfat verwechselt werden kann, wodurch frühere Luftverschmutzungsmessungen möglicherweise ungenau werden. Das Studium von HMS ermöglicht auch ein besseres Verständnis anderer chemischer Reaktionen in Luftaerosolen in Fairbanks während der Wintermonate.

Die Kenntnis der korrekten Zusammensetzung der Feinstaubbelastung ist der Schlüssel zur Umsetzung geeigneter Maßnahmen zur Kontrolle der Luftqualität, sagte Mao.

„Viele Quellen tragen zu PM2,5 bei“, sagte er. „Aber wenn Sie anfangen, über die Verbesserung der Luftqualität nachzudenken, welcher Teil sollte zuerst behandelt werden? Und was sind die Folgen davon?“

Das Forschungsteam untersuchte die Luft in Fairbanks in zwei Wintern: Januar bis März 2020 und Dezember 2020 bis Februar 2021. Die Daten stammten von Instrumenten, die in der Nähe des UAF Community and Technical College in der Innenstadt von Fairbanks und an einem nahe gelegenen Standort des staatlichen Umweltministeriums aufgestellt wurden, an dem bereits die Gesamtmenge an PM2 gemessen wurde .5, Schwefeldioxid und Temperatur.

Wissenschaftler wissen, dass sich Hydroxymethansulfonat durch die Kombination von Schwefeldioxid und Formaldehyd bildet, die sich verbinden, wenn sie von flüssigen Partikeln in der Atmosphäre angezogen werden.

Wissenschaftler wissen jedoch nicht, inwieweit Faktoren wie der Säuregehalt der atmosphärischen Tröpfchen, Temperatur und Feuchtigkeit zur HMS-Bildung führen.

Sie wissen auch nicht, welche Quelle am meisten für die HMS-Bildung in Fairbanks verantwortlich ist. Schwefeldioxid entsteht bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe, darunter Heizöl und Kohle. Formaldehyd gelangt wahrscheinlich durch das Verbrennen von Holz in die Luft.

Studien haben gezeigt, dass Holzrauch 40 % bis 70 % zur winterlichen PM2,5-Massenkonzentration in Fairbanks beiträgt.

„Fairbanks ist einer der wenigen optimalen Orte für die Bildung von HMS“, sagte Mao. „Und das ist nicht unbedingt gut.“