硫酸塩汚染がテキサス湾岸航空に影響を与えることが調査で判明

Aug 13, 2023

輸送時の排気ガス、湿気、強い海風が曇りの原因となる

レベッカ・ホーリー 713-743-6773

2023 年 3 月 29 日

ビーチに座ってそよ風を感じていると、内陸の空気よりも海の空気の方が体に良いと思うかもしれません。 しかし、ヒューストン大学の研究者らは、テキサス州のメキシコ湾沿岸の大気は、空気中の微細な固体または液体粒子である粒子状物質の高度に処理された酸性の化学成分により、さらに汚染されている可能性があることを発見した。

大気化学の研究助教授であるシャン・ジョウ氏は、研究誌「環境科学技術」に発表された新しい研究を主導した。

「海の空気は陸風よりも霞んでいて、より汚染されていることがわかりました。次に私たちが抱いた疑問は、なぜきれいではないのかということでした。メキシコ湾からの粒子状物質またはエアロゾルとして知られる微細な粒子には高濃度の硫酸塩が含まれていると結論付けました。 「これは人為的（人間が発生させた）船舶の排出物に由来する。排出物はおそらく多くの化学物質を湾岸に送り出し、強い海風によって汚染された大気を陸地に運んでくる」とカリフォルニア大学自然大学の教員である周氏は述べた。 Sciences and Mathematics は、この研究の最初の責任著者です。

研究チームは、輸送による排出に加えて、化学処理も粒子状物質汚染のさらなる原因であると指摘している。 EPAによると、高い太陽光強度、気温、空気湿度の上昇などの気象条件が、肺や心臓に有害な可能性がある二次エアロゾルを形成する化学反応に好ましい環境を提供していると報告している。

研究チームは、空気の化学組成をリアルタイムで検出するハイテク機器を使用して研究を実施しました。

「私は、コーパスクリスティの現場にエアロゾル質量分析計を導入した大学院生と研究者のチームを監督しました」と、共著者でロジャー・ウィリアムズ大学工学部教授のロブ・グリフィン氏は語った。 「質量分析計は大気中の小さな粒子の質量を示し、その成分の指標を与えてくれます。」

研究チームは数週間をかけてコーパスクリスティとサンアントニオから大気データを収集した。 特にコーパスクリスティ大都市圏は、ヒューストン - ガルベストン地域やダラス - フォートワース地域と比較して、大気化学文献の研究が不足しています。 さらに、メキシコ湾で発生し、この地域に流入する粒子状物質の組成と特性を調査した研究はわずかしかありません。

完璧な組み合わせ

硫酸塩は、テキサス湾岸の大気からのデータで観察された最も豊富な粒子成分でした。 これは世界の他の海洋場所の大気エアロゾル状況と似ていますが、テキサス湾岸の特徴は、汚染物質の濃度が 3 ～ 70 倍とはるかに大きかったことです。

著者らは、この観察はメキシコ湾の硫黄源に対する人為的影響が強いことを示していると書いている。 湾は最も交通量の多い海運地域の 1 つであり、米国で最も混雑する 15 の水港のうち 11 港が海岸に沿って位置しており、そのうちの 1 つがコーパス クリスティ港です。 大型商業船は通常、燃料油を燃焼させるため、硫黄酸化物が生成される可能性があります。

研究チームは、メキシコ湾からの大気中の硫酸塩総量の 78% がメキシコ湾の人為的排出によって説明されることを発見した。

湿気と汚染化学物質が組み合わさることで、二酸化硫黄が硫酸塩に変換される完璧な条件が生み出されました。 後者は、光が観察者に到達する前に散乱するため、視認性を低下させるのに特に効果的です。 この場合、水は化学反応を促進する溶媒および触媒として機能し、硫酸塩汚染を急速に生成します。

「沿岸の大気汚染と大陸の大気汚染で私が気づいた主な違いは、海岸の汚染が非常に酸性だったということです」と周氏は語った。 「酸性ということは、非酸性の粒子に比べて健康に悪いということです。」

メキシコ湾岸が内陸に影響を与える

今後を見据えて、周氏は海上の大気汚染物質をさらに調査することを目指している。 「テキサス州のほぼ全域が年間を通じて海洋の流れの下にある可能性があります。この硫黄汚染はどこまで内陸まで到達する可能性があり、どれくらいの頻度で発生する可能性があるのでしょうか?」

彼女は、この研究が他の研究者が州の他の地域のメキシコ湾岸の汚染物質を理解するのに役立つことを願っています。

この研究の寄稿者には、大気科学研究准教授のジミー・フリン氏、スタッフ研究員のセルジオ・アルバレス氏、博士研究員のファンジャオ・グオ氏とスビン・ユー氏が含まれる。 ライス大学のChun-Ying Chao氏。 ベイラー大学のスジャン・シュレスタ氏、サーシャ・ウセンコ氏、レベッカ・シーズリー氏。

この研究への資金は、テキサス環境質委員会 (TCEQ) とテキサス州大気質調査プログラム (AQRP) によって提供されました。 公表された研究およびこの記事の内容、調査結果、意見、結論は著者の著作物であり、必ずしも TCEQ の調査結果、意見、結論を表すものではありません。