Des chercheurs en sciences atmosphériques de l’Université de Houston ont découvert que même si les émissions locales jouent un rôle dans l’augmentation des niveaux d’ozone à Houston, la plupart des polluants peuvent être transportés depuis d’autres régions du pays, entraînant une pollution excessive par l’ozone. Leurs résultats offrent un aperçu des stratégies visant à atténuer la future pollution par l’ozone dans la région.
L’équipe de recherche s’est concentrée sur deux épisodes d’ozone en septembre 2021 (du 6 au 11 septembre et du 23 au 26 septembre). Le mois de septembre est le pic annuel typique de l’ozone en raison des températures élevées, du manque de pluie et des conditions de circulation de l’air qui transportent l’air pollué du nord.
Leur analyse a révélé qu’environ 63 % de l’excès d’ozone au cours de cette période était dû à l’ozone transporté depuis le centre et le nord du pays, tandis qu’environ 37 % de la production élevée d’ozone était attribuée à la photochimie locale. L’ouvrage a été publié dans le journal Science de l’environnement total.
« Notre étude montre que la pollution de l’air à Houston est un phénomène très complexe. Il y a des raisons à la fois locales et régionales à l’origine d’un niveau élevé d’ozone », a déclaré Yuxuan Wang, auteur correspondant et professeur agrégé de chimie atmosphérique au Collège des sciences naturelles et des mathématiques de l’UH. « Nos résultats soulignent également que le contrôle local des émissions est essentiel. »
L’ozone provoque une contraction des muscles des voies respiratoires, entraînant une respiration sifflante et un essoufflement, selon l’EPA. L’exposition à long terme à l’ozone est liée à l’aggravation de l’asthme et constitue probablement l’une des nombreuses causes du développement de l’asthme.
L’étude de Wang a révélé que la plupart des points chauds de production d’ozone à Houston étaient situés au-dessus du noyau urbain de la ville et des districts industriels comme le Houston Ship Channel. Ces emplacements présentaient des concentrations élevées d’oxydes d’azote (NOx) et de composés organiques volatils (COV) générés par les émissions industrielles et des véhicules. Les oxydes d’azote combinés aux COV forment de l’ozone sous la lumière du soleil.
L’étude met en évidence le rôle important des COV oxygénés à longue durée de vie sur la formation d’ozone lors des épisodes de pollution. Ces COV ont une durée de vie atmosphérique de quelques jours à quelques semaines, par opposition aux COV à durée de vie plus courte qui pourraient être rapidement éliminés de l’atmosphère par des réactions chimiques. Les exemples incluent l’acétone, le méthanol et le formaldéhyde.
« Ces COV à longue durée de vie soulignent la nécessité de se concentrer davantage sur la réduction de ces émissions, en particulier au niveau du Houston Ship Channel, car il s’agit d’un point chaud de formation d’ozone dans la région », a déclaré Ehsan Soleimanian, premier auteur de l’étude et spécialiste de l’atmosphère. doctorant en sciences.
L’équipe s’est appuyée sur les riches données d’observation de la campagne de terrain TRACER-AQ, une expérience scientifique qui a mesuré la qualité de l’air dans la région de Houston en septembre 2021, menée en partenariat avec le département américain de l’Énergie, la NASA et le TCEQ. Ces données étaient essentielles aux collaborateurs de Wang pour valider leur modélisation.
Ils ont utilisé des modèles informatiques pour simuler le mouvement de l’air, couvrant à la fois les modèles de circulation à grande échelle et locaux. Ils ont également utilisé des modèles de chimie atmosphérique pour simuler la chimie de la pollution régionale.
« En étudiant la pollution par l’ozone et en examinant l’influence des émissions locales, notre étude contribue à éclairer les stratégies ciblées visant à améliorer la qualité de l’air et à protéger la santé publique contre la pollution par l’ozone dans la région de Houston », a déclaré Soleimanian.
Plus d’information:
Ehsan Soleimanian et al, Comprendre les épisodes d’ozone lors de la campagne TRACER-AQ à Houston, Texas : le rôle de la sensibilité du transport et de la production d’ozone aux précurseurs, Science de l’environnement total (2023). DOI : 10.1016/j.scitotenv.2023.165881