Asfaltti on lähes yleinen aine – sitä on teillä, katoilla ja pihatiellä – mutta sen kemialliset päästöt otetaan harvoin huomioon kaupunkien ilmanlaadun hallintasuunnitelmissa. Uuden tutkimuksen mukaan asfaltti on merkittävä ilman epäpuhtauksien lähde kaupunkialueilla, erityisesti kuumina ja aurinkoisina päivinä.
Yalen tutkijat havaitsivat, että tavalliset tie- ja kattoasfaltit tuottivat monimutkaisia orgaanisten yhdisteiden seoksia, mukaan lukien vaarallisia epäpuhtauksia, erilaisissa tyypillisissä lämpötiloissa ja auringonpaisteessa. Kemiallisen & ympäristötekniikan apulaisprofessorin Drew Gentnerin laboratoriossa tehdyn työn tulokset ilmestyvät 2. syyskuuta Science Advances -lehdessä.
Moottoriajoneuvojen ja muiden polttoon liittyvien päästölähteiden vuosikymmeniä kestänyt tutkimus ja niiden päästöjen sääntely on johtanut kaupunkien ilmanlaadun paranemiseen. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat kuitenkin, että näiden ponnistelujen onnistumisen myötä lukuisista muista kuin polttoon liittyvistä lähteistä on tullut merkittäviä orgaanisten yhdisteiden aiheuttajia. Nämä voivat johtaa sekundaariseen orgaaniseen aerosoliin (SOA), joka on merkittävä PM2,5 -hiukkasten aiheuttaja. PM2,5 on tärkeä säännelty ilman epäpuhtaus, joka koostuu halkaisijaltaan alle 2,5 mikrometrin kokoisista hiukkasista ja jolla on merkittäviä vaikutuksia kansanterveyteen.
Tutkijat keräsivät tuoretta asfalttia ja lämmittivät sitä eri lämpötiloihin. ”Tärkein havainto on, että asfalttiin liittyvät tuotteet päästävät ilmaan huomattavia ja erilaisia orgaanisten yhdisteiden seoksia, jotka ovat voimakkaasti riippuvaisia lämpötilasta ja muista ympäristöolosuhteista”, sanoi Gentnerin laboratoriossa työskentelevä jatko-opiskelija ja tutkimuksen pääkirjoittaja Peeyush Khare.
Jonkin ajan kuluttua päästöt kesälämpötiloissa tasaantuivat, mutta ne säilyivät tasaisesti – mikä viittaa siihen, että asfaltista aiheutuu pitkäaikaisia, jatkuvia päästöjä todellisissa olosuhteissa. ”Selittääksemme nämä havainnot laskimme odotetun tasaisen päästönopeuden, ja se osoitti, että jatkuvien päästöjen nopeus määräytyi sen ajan perusteella, joka yhdisteiltä kuluu diffundoitumiseen erittäin viskoosin asfalttiseoksen läpi”, Gentner sanoi.
He tutkivat myös, mitä tapahtuu, kun asfalttia altistetaan kohtalaiselle auringon säteilylle, ja havaitsivat päästöjen kasvavan merkittävästi – jopa 300 prosenttia tieasfaltin osalta – mikä osoittaa, että auringon säteily, eikä vain lämpötila, voi lisätä päästöjä.
”Tämä on tärkeää ilmanlaadun näkökulmasta, erityisesti kuumina, aurinkoisina kesäaikoina”, Khare sanoi.”
Päällystetyt pinnat muodostavat noin 45 prosenttia ja katot noin 20 prosenttia pinta-alasta yhdysvaltalaisissa kaupungeissa”, Khare sanoi. Tutkijat arvioivat potentiaaliset kokonaispäästöt ja SOA:n muodostumisen Los Angelesissa, joka on keskeinen kaupunki kaupunkien ilmanlaatua koskevissa tapaustutkimuksissa.
Tutkijoiden mukaan asfaltin potentiaalinen SOA:n muodostuminen on vertailukelpoinen moottoriajoneuvojen päästöjen kanssa Los Angelesissa, koska asfalttityypit aiheuttavat päästöjä – mikä viittaa siihen, että keinojen löytäminen teiden muuttamiseksi ympäristöystävällisemmiksi on yhtä tärkeää kuin samojen keinojen löytäminen henkilö- ja kuorma-autoille. Gentner huomautti kuitenkin, että asfalttipäästöjen vaikutus otsonin muodostumiseen oli minimaalinen verrattuna moottoriajoneuvojen ja henkilökohtaisen hygienian ja puhdistusaineiden haihtuvien kemikaalien vaikutukseen – toiseen keskeiseen nousevaan reaktiivisten orgaanisten päästöjen lähteeseen, joka tuottaa suuria määriä SOA:ta kaupunkialueilla.
Gentner korosti, että asfaltti on vain yksi pala kaupunkien SOA:n palapelissä.