Jól jött a szmogkutatóknak az olajkatasztrófa

Elméletben már évekkel ezelőtt tudták a meteorológusok és a légkörkutatók, hogy nem egészen pontos az a módszer, ahogyan jelenleg mérjük a levegő minőségét a nagyvárosokban. A Deepwater Horizon olajfúrótorony katasztrófája annak megértésében segít, hogyan szennyezik a nehezen párolgó szénhidrogének a légkört, és hogyan segítik elő a szmog kialakulását.

Elpárolgott a Mexikói-öböl felszínéről az olajszennyezés egy része, úgynevezett természetes aeroszolokat hozva létre. A várakozásokkal ellentétben nemcsak a könnyen párolgó összetevők, hanem az olaj nehezebb részecskéi is megjelentek a levegőben. Ezekre eddig nem is nagyon figyeltek a légszennyezettséget kutató szakemberek, pedig a kipufogókon és kéményeken keresztül a városok levegőit is szennyezik - olvasható abban a tanulmányban, melyet a Science tudományos folyóirat közölt március 11-én.

2010 júniusában az amerikai NOAA (Nemzeti Óceán- és Atmoszférakutató Intézet, az USA meteorológiai szolgálata) munkatársai egy különlegesen műszerezett kutatórepülőgéppel vizsgálták az olajfolt feletti levegő aeroszoltartalmát a Miami Egyetem óceán- és légkörkutatóival együtt. Az aeroszol a levegőben finoman eloszlatott szilárd vagy folyadék állagú részecskék együttese. A füst és a köd is aeroszol, a felhők természetes aeroszolnak számítanak.

A kutatók két olyan szennyeződésfelhőt találtak, amelyek egyrészt az olaj vízfelszínről való párolgása miatt, másrészt eddig ismeretlen módon, a részecskék légköri reakciója során keletkeztek. A Mexikói-öbölben az olaj legkönnyebb összetevői mindössze néhány órán belül elpárologtak, a nehezebb részecskéknek ehhez több idő kellett - legnagyobb részben mégis ez utóbbiak okozták a légszennyezést.

Az egészségre és a klímára is káros a részecskeszennyezés

A kisebbik felhő a gyorsan párolgó részecskékből állt, és közvetlenül a tragédia helyszíne fölött gyűlt össze az atmoszférában. A NOAA kutatórepülőgépéről 2010 júniusában felfedezett két felhő közül a nehezebbiket elsősorban a lassabban párolgó szénhidrogének alkották. E vegyületek csak később kerültek a levegőbe a katasztrófa 2010 április 20-ai bekövetkeztéhez képest, vagyis akkor, amikor az olajfolt már nagyobb kiterjedésű volt. (Egyébként a vizsgálat során a NOAA egyik Lockheed WP-3D Orion "hurrikánvadász" repülőgépét használták, csak spektrométerrel és részecskeszámláló műszerekkel szerelték fel.)

Az óceánok fölött normális esetben nagyrészt szulfátok, a kontinensek fölött viszont leginkább szerves anyagokból származó részecskék vannak a levegőben. Azt viszont, hogy az aeroszolok milyen folyamatok során keletkeznek, eddig sok bizonytalanság övezte. A tudósok régebben azt gondolták, ezek a részecskék az esővízzel együtt kerülnek az atmoszférába, de néhány éve laboratóriumi tesztek során kénytelenek voltak elvetni ezt a teóriát. Mivel szinte lehetetlen volt megállapítani, hogy az egyes, levegőben talált részecskék pontosan honnan származnak, a Deepwater Horizon tragédiája éppen kapóra jött a természetes aeroszolok képződését és a szmog kialakulását vizsgáló kutatóknak.

Mivel az olaj húsz-harminc százalékban könnyű, gyorsan párolgó részecskékből áll, ezek néhány óra alatt a levegőbe kerültek, ezért a műszereknek elvileg csak egy vékony, egyenes sávnyi szennyeződést kellett volna találniuk a felrobbant torony közvetlen környéke fölött a levegőben. Emellett azonban egy természetes aeroszolból álló, nagy kiterjedésű felhőt is találtak, melynek részecskeszennyezettsége vetekedett az amerikai nagyvárosok levegőjéével.

Tűzoltóhajókról oltották a Deepwater Horizon fúrótornyot

A kisebb, három kilométer széles felhő a fúrótorony közelében, a friss, felszínre ömlő olaj közvetlen párolgásából jött létre. A második, negyven kilométer széles felhő több aeroszolt tartalmazott, és létrejöttéhez nemcsak az olaj párolgása járult hozzá, hanem a kőolajrészecskék légköri reakciója is, amelynek során úgynevezett másodlagos aeroszol jött létre. A kutatók megfigyelték, hogy a metán és egyéb könnyű szénhidrogének nagy része feloldódott az öböl vizében, míg a nyersolaj lassabban párolgó összetevői feljutottak a vízfelszínre, így a légkörbe is.

Az olajfolt terjedési ütemének és az egyes olajrészecskék párolgási sebességének ismeretében a szakemberek már bizonyítani tudták a feltevést, miszerint a szennyeződés legnagyobb részben olyan, lassabban párolgó, nehezebb részecskékből jött létre, amelyekről ezelőtt azt gondolták, jelentéktelen a mennyiségük ahhoz, hogy valóban ártani tudjanak. Mivel ez utóbbi vegyületeknek eddig nem tulajdonítottak különösebb jelentőséget, koncentrációjukat eddig csak nagyon ritkán, vagy egyáltalán nem is mérték a levegő minőségének ellenőrzése során. Az NOAA és a Miami Egyetem eredményei viszont minden eddiginél átfogóbb ismeretet adnak a kutatók számára a levegőszennyező részecskék, illetve azok másodlagos kémiai termékeinek a környezetre, egészségre és a globális klímaváltozásra vonatkozó hatásairól.

Így nézett ki az olajfolt a NOAA hurrikánvadász kutatórepülőgépének fedélzetéről

Az olaj nehezebben párolgó szénhidrogénjei ugyanolyan részecskék, mint amelyek a közlekedés és az ipar miatt kerülnek a városok levegőjébe - ezért a kutatási eredmények a városi légszennyezettség vizsgálatában is jelentős szerepet játszhatnak a jövőben. A természetes vagy organikus aeroszol felelős az amerikai nagyvárosi levegő részecskeszennyezésének mintegy feléért. A légszennyező részecskék károsak az emberek tüdő- és szívműködésére, ráadásul hatással vannak a klímaváltozásra is. Néhány aeroszol - a természetes eredetűeket is beleértve - vagy a napfény visszaverésével járul hozzá az üvegházhatású gázok okozta melegedéshez, vagy azzal, ahogyan megváltoztatja a felhők tulajdonságait. Más aeroszolok azért erősítik a felmelegedést, mert növelik az atmoszférában elnyelt infravörös (azaz hő-) sugárzás mennyiségét.

A British Petrol (BP) brit olajtársaság Deepwater Horizon (DH) nevű olajfúrótornya a 2010 április huszadikán történt robbanás után két nappal süllyedt a tengerfenékre, 64 kilométerre a louisianai partoktól. A katasztrófában tizenegy munkás vesztette életét, és több mint százhetvenen megsebesültek. A sérült kútból 4,9 millió hordónyi olaj ömlött a tengerbe, mire júliusban sikerült megállítani az olaj szivárgását. A teljes szennyezés nagyságát 643,4 millió literre becsülik. Az olaj- és gázömlést július 15-én fojtották el, az olajkutat véglegesen szeptember 19-én zárták el. A kútból összesen 87 napon át ömlött a nyersolaj az öböl vizébe, az Egyesült Államok egyik legsúlyosabb természeti katasztrófáját okozva.

Az amerikai kormány szerint a BP a kárelhárítás során mindössze 800 ezer hordót tudott felfogni a kiömlött csaknem ötmillió hordónyi olajból, így ez a szivárgás a világtörténelem legnagyobb olajszennyezése. Az öböl vizébe hússzor annyi kőolaj került, mint az Exxon Valdez tankhajóból Alaszka partjainál. Az olajkatasztrófa hatalmas környezeti károkat okozott, ennek oka az olaj mérgező mivolta, a Corexit nevű, az olajfolt eloszlatására használt vegyszer és az oxigénhiány volt (az éltető gázt az olajbontó baktériumok vonták el a tengervízből). Az Exxon Valdez-katasztrófához képest az élővilág túlélése szempontjából előny az öböl melegebb tengervize, továbbá az, hogy az olaj a tengerfenéken ömlött, nem a felszínen. A DH-katasztrófa súlyosan érintette az öböl környéki államok partvidékének élővilágát is - összesen nyolc nemzeti park és mintegy 400, a part menti sziget- és mocsárvilágban élő faj veszélyeztetett.