Studie zeigt, dass Sulfatverschmutzung die Luft an der Golfküste von Texas beeinträchtigt

Aug 13, 2023

Schiffsemissionen, Luftfeuchtigkeit und starke Meeresbrise tragen zu dunstigen Bedingungen bei

Von Rebeca Hawley 713-743-6773

29. März 2023

Wenn Sie am Strand sitzen und die Brise genießen, denken Sie vielleicht, dass die Seeluft besser für Sie ist als die Luft im Landesinneren. Forscher der University of Houston haben jedoch herausgefunden, dass die Luft entlang der Küste des Golfs von Mexiko in Texas aufgrund der stark verarbeiteten und sauren chemischen Bestandteile der Feinstaubpartikel, bei denen es sich um mikroskopisch kleine feste oder flüssige Partikel in der Luft handelt, stärker verschmutzt sein kann.

Shan Zhou, wissenschaftlicher Assistenzprofessor für Atmosphärenchemie, leitete die neue Studie, die in der Forschungszeitschrift „Environmental Science & Technology“ veröffentlicht wurde.

„Wir fanden heraus, dass die Meeresluft dunstiger und stärker verschmutzt war als die Landbrise. Die nächste Frage, die wir hatten, war, warum sie nicht sauber ist? Wir kamen zu dem Schluss, dass die mikroskopisch kleinen Partikel, die als Feinstaub oder Aerosole aus dem Golf von Mexiko bekannt sind, hohe Konzentrationen an Sulfat enthalten. „Die Emissionen stammen aus anthropogenen (vom Menschen verursachten) Schiffsemissionen. Die Emissionen pumpen wahrscheinlich viele Chemikalien über den Golf und mit einer starken Meeresbrise bringt sie diese verschmutzte Luft an Land“, sagte Zhou, Fakultätsmitglied am College of Natural der UH Naturwissenschaften und Mathematik, der erste und korrespondierende Autor der Studie.

Neben den Schiffsemissionen weist das Team auf die chemische Verarbeitung als weitere Ursache für die Feinstaubbelastung hin. Sie berichten, dass meteorologische Bedingungen, einschließlich hoher Sonneneinstrahlung, Temperatur und erhöhter Luftfeuchtigkeit, ein günstiges Umfeld für chemische Reaktionen boten, die sekundäre Aerosole bildeten, die laut EPA schädlich für Ihre Lunge und Ihr Herz sein können.

Für die Durchführung ihrer Studie nutzte das Forschungsteam High-Tech-Instrumente, die die chemische Zusammensetzung der Luft in Echtzeit ermitteln.

„Ich habe das Team aus Doktoranden und Forschern betreut, die das Aerosol-Massenspektrometer an unserem Feldstandort in Corpus Christi eingesetzt haben“, sagte Co-Korrespondent Rob Griffin, Ingenieurprofessor an der Roger Williams University. „Das Massenspektrometer verrät uns die Masse winziger Partikel in der Atmosphäre und gibt uns einen Hinweis auf deren Bestandteile.“

Das Team verbrachte mehrere Wochen damit, atmosphärische Daten von Corpus Christi und San Antonio zu sammeln. Insbesondere die Metropolregion Corpus Christi ist im Vergleich zu den Regionen Houston-Galveston und Dallas-Fort Worth in der Literatur zur Atmosphärenchemie kaum untersucht. Darüber hinaus haben nur wenige Studien die Zusammensetzung und Eigenschaften von Feinstaub untersucht, der aus dem Golf von Mexiko stammt und in die Region gelangt.

Eine perfekte Kombination

Sulfat war der am häufigsten vorkommende Partikelbestandteil, der in den Daten aus der Luft an der Golfküste von Texas beobachtet wurde. Obwohl dies den atmosphärischen Aerosolbedingungen an anderen Meeresstandorten weltweit ähnelt, zeichnete sich die texanische Golfküste dadurch aus, dass ihre Schadstoffkonzentrationen um den Faktor 3 bis 70 viel höher waren.

Die Autoren schreiben, dass diese Beobachtung auf einen starken anthropogenen Einfluss auf Schwefelquellen über dem Golf von Mexiko hinweist. Der Golf ist eine der verkehrsreichsten Seeverkehrsregionen. An seinen Küsten liegen 11 der 15 verkehrsreichsten Wasserhäfen der USA, einer davon ist der Hafen von Corpus Christi. Große Handelsschiffe verbrennen typischerweise Heizöl, wodurch Schwefeloxide entstehen können.

Das Team fand heraus, dass anthropogene Emissionen über dem Golf von Mexiko 78 % des gesamten Sulfats in der Luft des Golfs erklären.

Feuchtigkeit, kombiniert mit Schadstoffchemikalien, schuf die perfekten Bedingungen für die Umwandlung von Schwefeldioxid in Sulfate; Letzteres ist besonders wirksam bei der Verschlechterung der Sicht, indem es Licht streut, bevor es einen Beobachter erreicht. Wasser fungiert in diesem Fall als Lösungsmittel und Katalysator, der die chemischen Reaktionen fördert und schnell zu einer Sulfatverschmutzung führt.

„Der Hauptunterschied, der mir bei der Küstenluftverschmutzung gegenüber der kontinentalen Luftverschmutzung aufgefallen ist, besteht darin, dass die Küstenverschmutzung sehr säurehaltig war“, sagte Zhou. „Sauer bedeutet, dass es im Vergleich zu nicht sauren Partikeln gesundheitsschädlicher ist.“

Auswirkungen der Golfküste auf das Landesinnere

Mit Blick auf die Zukunft will Zhou die Luftschadstoffe über dem Meer weiter untersuchen. „Fast der gesamte Bundesstaat Texas steht möglicherweise das ganze Jahr über unter Meeresströmungen. Wie weit kann diese Schwefelverschmutzung ins Landesinnere gelangen und wie häufig kann dies passieren?“

Sie hofft, dass diese Studie anderen Forschern beim Verständnis der Schadstoffe an der Golfküste im Rest des Staates hilft.

Zu den mitwirkenden Autoren der Studie gehören Jimmy Flynn von der UH, wissenschaftlicher außerordentlicher Professor für Atmosphärenwissenschaften, Sergio Alvarez, wissenschaftlicher Mitarbeiter, und die Postdoktoranden Fangzhao Guo und Subin Yoo; Chun-Ying Chao von der Rice University; und Sujan Shrestha, Sascha Usenko und Rebecca Sheesley von der Baylor University.

Die Finanzierung dieser Arbeit erfolgte durch die Texas Commission on Environmental Quality (TCEQ) und das State of Texas Air Quality Research Program (AQRP). Der Inhalt, die Ergebnisse, Meinungen und Schlussfolgerungen der veröffentlichten Studie und dieses Artikels sind das Werk der Autoren und stellen nicht unbedingt die Ergebnisse, Meinungen oder Schlussfolgerungen des TCEQ dar.