Op bepaalde dagen in 2014, olie- en gasemissies hebben een grote bijdrage geleverd aan de hoge ozonniveaus in de zomer in het noordoosten van Colorado, volgens een nieuwe studie onder leiding van CIRES- en NOAA-onderzoekers. Hoge concentraties ozon in de zomer in de noordelijke Front Range van Colorado zijn niet beperkt tot het stedelijke gebied van Denver. Hoge ozonniveaus werden ook waargenomen in plattelandsgebieden waar olie- en gasactiviteit de primaire bron van ozonprecursoren was, de studie gevonden.

"Als de omstandigheden goed zijn, emissies van olie en gas kunnen op slechte ozondagen tot 20-30 delen per miljard (ppb) bijdragen en kunnen leiden tot overschrijdingen van de normen van de Environmental Protection Agency (EPA), " zei Lucy Cheadle, die het werk leidde als onderzoeksmedewerker in het Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences aan de University of Colorado Boulder, werkzaam in het NOAA Earth System Research Laboratory. Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Elementa:Wetenschap van het Antropoceen .

Zomer ozon is een probleem in Colorado's noordelijke Front Range, waar de concentraties periodiek de huidige 75 ppb-gezondheidsnorm overschrijden (voldaan wanneer het op drie na hoogste dagelijkse 8-uursgemiddelde, gemiddeld over drie jaar, is kleiner dan of gelijk aan 75 ppb). De maximale zomerozon in Denver is de afgelopen decennia licht gestegen, in tegenstelling tot veel locaties in het oosten van de Verenigde Staten, waar de maximale ozon in de zomer aanzienlijk is afgenomen als reactie op emissiereducties.

Een van de redenen waarom de uitstoot van olie en gas in het noordoosten van Colorado de ozonniveaus soms boven de EPA-norm kan brengen, is dat de onderliggende ozonachtergrondniveaus slechts ongeveer 20 ppb onder de 75 ppb-norm liggen. volgens de berekeningen van de studie. In dit onderzoek, de onderzoekers schatten dat op een gemiddelde zomerdag in Colorado's noordelijke Front Range, ongeveer 45-55 ppb ozon in de lucht boven het oppervlak is afkomstig van regionale achtergrondbronnen of restozon dat de afgelopen dagen lokaal is geproduceerd. Dat uitgangspunt laat heel weinig ruimte voor lokale ozonproductie voordat de niveaus de gezondheidsgebaseerde norm bereiken.

Voor deze studie is de onderzoekers gebruikten gegevens die in de zomer van 2014 werden verzameld, toen intensieve metingen van de atmosfeer van de regio plaatsvonden. Onderzoekers van een aantal instellingen, waaronder NOAA, NCAR, nasa, Aerodyne, Colorado Ministerie van Volksgezondheid en Milieu, CU Boulder, en UC Irvine hebben metingen verricht door vliegtuigen, ballonnen, mobiele laboratoria, en andere faciliteiten op de grond om emissies van vele mogelijke bronnen te karakteriseren, waaronder olie- en gasactiviteiten, motorvoertuigen, energiecentrales, industriële activiteiten, landbouw, bosbranden, en vervoerde vervuiling.

Cheadle en haar collega's concentreerden zich op drie dagen (23 juli, 3 augustus en 13 augustus) toen een mobiel laboratorium verontreinigende stoffen meet in de buurt van Greeley, Colorado, in het Wattenberg olie- en gasveld ten noordoosten van Denver. Voor elke dag, de onderzoekers ontleedden de relatieve rollen van olie- en gasactiviteiten, landbouw, en andere factoren op ozonniveaus. Ze deden dit door te kijken naar concentraties van verschillende gassen gemeten samen met ozon, waaronder methaan, ethaan, koolmonoxide, lachgas — die worden gebruikt om verschillende bronnen van ozonprecursoren te identificeren.

Algemeen, vonden de onderzoekers een grote invloed van olie- en gasemissies op ozonvorming in het studiegebied, samen met enige invloed van stedelijke emissies. Op 23 juli, ozonniveaus waren lager dan op de andere twee dagen, onderzoekers een baseline bieden, of lage emissies, geval. Zowel op 3 als op 13 augustus ozonniveaus waren veel hoger:30 ppb of meer boven de concentraties op "gemiddelde" ozondagen, of dagen met beperkte lokale ozonproductie, volgens de studie.

"Al onze casestudies toonden de potentiële invloed aan van emissies van olie- en gasactiviteiten op de ozonproductie, maar 13 augustus toonde het duidelijkste bewijs, "zei Cheadle. "Op die dag, andere emissiebronnen van ozonprecursoren waren laag, en olie en gas was de primaire emissiebron die aanwezig was en de belangrijkste bijdrage aan de hoge ozonproductie."

Deze resultaten zijn significant omdat overschrijdingen van EPA-normen zijn gebaseerd op enkele dagen en niet op een gemiddelde verbetering van meerdere dagen. "De hoge ozonniveaus die we hebben waargenomen op dagen dat olie- en gasactiviteit een primaire bijdrage leverde, onderstrepen het belang van een betere kwantificering van de bijdrage van olie- en gasactiviteiten, " zei Cheadle. "Dat begrip zou strategieën kunnen ondersteunen die erop gericht zijn de regio binnen de ozongrenzen te houden."