Asphalt er et næsten allestedsnærværende stof – det findes i veje, på tage og i indkørsler – men dets kemiske emissioner indgår sjældent i byernes planer for styring af luftkvaliteten. En ny undersøgelse viser, at asfalt er en betydelig kilde til luftforurenende stoffer i byområder, især på varme og solrige dage.
Yale-forskere observerede, at almindelig vej- og tagasfalt producerede komplekse blandinger af organiske forbindelser, herunder farlige forurenende stoffer, i en række typiske temperatur- og solforhold. Resultaterne af deres arbejde, som stammer fra Drew Gentners laboratorium, der er lektor i kemisk miljøteknologi, offentliggøres den 2. september i tidsskriftet Science Advances.
Årtiers forskning i og regulering af emissioner fra motorkøretøjer og andre forbrændingsrelaterede kilder har resulteret i en forbedret luftkvalitet i byerne. Men nyere undersøgelser viser, at i takt med at disse bestræbelser er lykkedes, er talrige ikke-forbrændingsrelaterede kilder blevet vigtige bidragydere af organiske forbindelser. Disse kan føre til sekundære organiske aerosoler (SOA), som er en vigtig bidragyder til PM2,5 – et vigtigt reguleret luftforurenende stof, der består af partikler med en diameter på under 2,5 mikrometer – og som har betydelige virkninger for folkesundheden.
Forskerne indsamlede frisk asfalt og varmede det op til forskellige temperaturer. “Et af de vigtigste resultater er, at asfaltrelaterede produkter udleder betydelige og forskelligartede blandinger af organiske forbindelser til luften med en stærk afhængighed af temperatur og andre miljøforhold”, siger Peeyush Khare, der er kandidatstuderende i Gentners laboratorium og hovedforfatter på undersøgelsen.
Efter et stykke tid udjævnede emissionerne ved sommertemperaturer sig, men de fortsatte med en stabil hastighed – hvilket tyder på, at der er langsigtede, fortsatte emissioner fra asfalt under virkelige forhold i den virkelige verden. “For at forklare disse observationer beregnede vi den forventede hastighed af stabile emissioner, og det viste, at hastigheden af fortsatte emissioner blev bestemt af den tid, det tager for forbindelser at diffundere gennem den meget tyktflydende asfaltblanding”, sagde Gentner.
De undersøgte også, hvad der sker, når asfalt udsættes for moderat solstråling, og så et betydeligt spring i emissionerne – op til 300 % for vejasfalt – hvilket viser, at solstråling og ikke kun temperatur kan øge emissionerne.
“Det er vigtigt set ud fra et luftkvalitetsperspektiv, især i varme, solrige sommerforhold,” sagde Khare.
Pålagte overflader og tage udgør henholdsvis ca. 45 % og 20 % af overfladerne i amerikanske byer. Forskerne anslog de potentielle samlede emissioner og dannelsen af SOA i Los Angeles, en nøgleby for casestudier af byernes luftkvalitet.
På grund af de typer forbindelser, som asfalt udleder, er dens potentielle SOA-dannelse sammenlignelig med emissioner fra motorkøretøjer i Los Angeles, sagde forskerne – hvilket indebærer, at det er lige så vigtigt at finde måder at gøre vejene mere miljøvenlige på som at gøre det samme for biler og lastbiler. Gentner bemærkede dog, at effekten af asfaltemissioner på ozondannelsen var minimal sammenlignet med effekten af motorkøretøjer og flygtige kemikalier i personlige pleje- og rengøringsmidler – en anden vigtig ny kilde til reaktive organiske emissioner, der producerer store mængder SOA i byområder.
Gentner understregede, at asfalt kun er én brik i puslespillet om SOA i byerne.