با دیدن آسمان مه آلود و کثیف شهر در تابستان ممکن است خودروها و کامیون هایی که در جاده های محلی تردد می کنند را مقصر بدانید. این مسئله تا حدود زیادی درست است، اما سهم رو به افزایشی از آلودگی هوا ناشی از مواد زیر این وسایل نقلیه است؛ یعنی آسفالت.
مطالعه جدیدی که در مجله Science Advances منتشر شده است نشان می دهد که آسفالت به کار رفته در سطح جاده ها و پشت بام ها گازهای زیادی که باعث ایجاد آلاینده های هوا می شوند را تولید می کند. در فصل تابستان، آسفالت به کار رفته در شهرها ممکن است حتی بیشتر از ماشین ها و کامیون ها به تولید آلاینده هایی موسوم به آئروسل های آلی ثانویه کمک کند.
بخش عمده ای از آلودگی ها به صورت ریزگرد در مناطق شهری (حدود ۲۰ تا ۷۰ درصد) مربوط به آئروسل های آلی ثانویه یا به اختصار SOAها است. با وجود اینکه آلودگی هوا در دهه های اخیر بسیار بهبود یافته که بیشتر به لطف فناوری و سیاست های اتخاذ شده برای وسایل نقلیه موتوری است، اما در بسیاری از شهرهای بزرگ این موضوع همچنان یک مشکل بزرگ است.
ترکیبات آلی ثانویه
با کاهش آلودگی حاصل از آئروسل های ناشی از وسایل نقلیه، سهم نسبی سایر منابع افزایش یافته است. دانشمندان جَو شناسی فاصله میان انتشار آلاینده های شناخته شده در زمین و آلودگی واقعی هوا را اندازه گیری کرده اند. جسیکا گیلمن شیمیدان تروپوسفری به همراه اداره کل اقیانوس شناسی و جَو شناسی در ایمیلی به Popular Science نوشتند:
دانشمندان جَو شناسی و مدیران کیفیت هوا دهه ها است که در جستجوی این ترکیبات آلی ثانویه گمشده بودند. این مواد به عنوان منبع گمشده نام گذاری شده اند زیرا به طور کلی ما مقادیر بیشتری از این مواد SOA را نسبت به ترکیبات قبلی شناخته شده مشاهده کردیم.
درو گنتر، مهندس شیمی و محیط زیست در دانشگاه ییل تمایل داشت بداند آسفالت در تشکیل این مخلوط مرموز چقدر نقش دارد. اگر سطح جاده ی تازه آسفالت شده را مجسم کنید، چیزی که بینی شما استشمام می کند، مولکول های آلی فرار مشتق شده از مواد برپایه نفت است. گیلمن می گوید، بنابراین می توان نتیجه گرفت که آسفالت می تواند منبع این آئروسل های با منشأ ناشناخته باشد.
روند آزمایش
جنتر و تیم او نمونه هایی از مخلوط آسفالت معمولی را در کوره گذاشته و در معرض دامنه ای از دما قرار دادند. آن ها همچنین آسفالت را در معرض نور UVA و UVB نیز قرار دادند تا تأثیر تابش نور خورشید شبیه سازی شود. محققین میزان انتشار و انواع مواد شیمیایی متصاعد شده از قطعات آسفالت را اندازه گیری کردند.
هم گرم کردن و هم شستشوی آسفالت در معرض نور باعث افزایش انتشار شد. با گرم کردن، از دمای ۴۰ درجه تا ۶۰ درجه ی سلسیوس (یعنی دمای سطح آسفالت اکثر مناطق شهری در فصل تابستان) میزان انتشار دو برابر شد. نور خورشید نیز موجب افزایش تقریباً ۳۰۰ درصدی انتشار نسبت به نمونه هایی که در معرض نور نبودند شد. همچنین به نظر می رسد که گرما و نور خورشید واکنش های شیمیایی متفاوتی را ایجاد می کنند. بعد از گرم کردن نمونه به مدت نزدیک دو روز، مقادیر اندک اما ثابتی از ترکیبات فرار آزاد شد و با افزودن نور خورشید نیز میزان آزاد شدن این مواد جهش دوباره ای گرفت.
یافته ها
در قدم بعد محققین معنی نتایج یافت شده را به یک منطقه توسعه یافته بزرگ مانند کالیفرنیای جنوبی تعمیم داده و محاسبه کردند. آن ها با استفاده از یافته های تجربی خود همراه با مقادیر آسفالت به کار رفته در آن منطقه، میزان تأثیر آسفالت های به کار رفته بر روی هوا را تخمین زدند. آن ها دریافتند که آسفالت به کار رفته در پشت بام ها و جاده ها ممکن است به اندازه وسایل نقلیه آن منطقه در یک سال ترکیبات آلی ثانویه تولید کند.
جهت روشنی موضوع باید بگوئیم که این یافته ها صرفاً مربوط به یک نوع آلاینده ی خاص است. خودروها هنوز هم آلودگی زیادی ایجاد می کنند و منبع اصلی تخریب ازن هستند. اما در مناطق شهری و در تابستان، این آئروسل های حاصل از آسفالت و دیگر منابع غیر از وسایل نقلیه به آلودگی کمک می کنند. گنتر می گوید ترکیبات آلی ثانویه بسیار مورد توجه محققان در امر کیفیت هوا بوده است. به خصوص در تابستان و در مناطق شهری، این نوع مواد ترکیب اصلی در آلودگی هوا هستند.
درک این دسته از آلاینده ها چالش برانگیز است. این مواد نه تنها از منابع بی شماری آزاد می شوند (آسفالت منبع بزرگی از آن است)، بلکه رنگ ها و سایر محصولات نیز ترکیبات پیش ساز را به صورت آلاینده ها آزاد می کنند. همچنین واکنش های شیمیایی که باعث ایجاد این ترکیبات ثانویه می شود نیز پیچیده است. در حالی که پیشرفت های زیادی در زمینه درک و کاهش انتشار آلاینده های وسایل نقلیه حاصل شده است، این موضوع همچنان یک چالش اساسی تلقی می شود.
نتیجه گیری
اِری سایکاوا محقق محیط زیست در دانشگاه اِموری می افزاید، این فاکتورهای انتشار و تخمین آلاینده ها جهت درک کیفیت هوا بسیار ضروری هستند و منابع ناشناخته بسیاری وجود دارند که ما باید درک بهتری از آن ها پیدا کنیم. هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که ما در مورد آئروسل های ثانویه آلی نمی دانیم و این مطالعات جهت پیشرفت در این زمینه بسیار مهم هستند.
جنتر می گوید که تحقیقات آینده می تواند به ما کمک کند تا بفهمیم چگونه انواع مختلف آسفالت و روش های استفاده از آن می تواند میزان انتشار را کاهش دهد. همچنین استفاده از جاده سازی های به اصطلاح خنک که در آن از مواد بازتاب دهنده جهت کاهش جذب حرارت استفاده می شود نیز برای کاهش میزان آلودگی های ناشی از آسفالت قابل انجام است. رابینسون می گوید، واضح است که این مسئله نیاز به کار بیشتری دارد. اگه می خواهیم در این زمینه پیشرفت کنیم، باید درباره انواع منابع و راه های کنترل آن ها بیشتر فکر کنیم.
منبع: Popular Science
