Asfalt is een bijna alomtegenwoordige stof - het wordt gevonden in wegen, op daken en op opritten, maar de chemische uitstoot ervan komt zelden voor in beheerplannen voor stedelijke luchtkwaliteit.

Uit een nieuwe studie blijkt dat asfalt een belangrijke bron van luchtverontreinigende stoffen is in stedelijke gebieden, vooral op warme en zonnige dagen.

Yale-onderzoekers merkten op dat gewone weg- en dakasfalt complexe mengsels van organische verbindingen produceerde, inclusief gevaarlijke verontreinigende stoffen, in een reeks van typische temperatuur- en zonnecondities. De resultaten van hun werk, uit het lab van Drew Gentner, universitair hoofddocent chemische en milieutechniek, verschijnen 2 september in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .

Tientallen jaren van onderzoek naar en regelgeving voor emissies van motorvoertuigen en andere verbrandingsgerelateerde bronnen hebben geleid tot een verbeterde luchtkwaliteit in steden. Maar recente studies tonen aan dat naarmate die inspanningen slaagden, talrijke niet-verbrandingsgerelateerde bronnen zijn belangrijke bijdragers aan organische verbindingen geworden. Deze kunnen leiden tot secundaire organische aerosol (SOA), een belangrijke bijdrager van PM2,5 - een belangrijke gereguleerde luchtverontreinigende stof die bestaat uit deeltjes kleiner dan 2,5 micrometer in diameter - die significante effecten hebben op de volksgezondheid.

De onderzoekers verzamelden vers asfalt en verwarmden het tot verschillende temperaturen. "Een belangrijke bevinding is dat asfaltgerelateerde producten substantiële en diverse mengsels van organische verbindingen in de lucht uitstoten, met een sterke afhankelijkheid van temperatuur en andere omgevingsomstandigheden, " zei Peeyush Khare, een afgestudeerde student in het Gentner's lab en hoofdauteur van de studie.

Na een tijdje, de uitstoot bij zomerse temperaturen vlakt af, maar ze volhardden in een gestaag tempo - wat suggereert dat er langdurige, aanhoudende emissies van asfalt in reële omstandigheden. "Om deze waarnemingen te verklaren, we berekenden het verwachte tempo van constante emissies en het toonde aan dat het tempo van voortdurende emissies werd bepaald door de tijd die nodig is voor verbindingen om door het zeer viskeuze asfaltmengsel te diffunderen, ' zei Gentenaar.

Ze onderzochten ook wat er gebeurt als asfalt wordt blootgesteld aan matige zonnestraling en zagen een aanzienlijke sprong in emissies - tot 300% voor wegasfalt - wat aantoont dat zonnestraling, en niet alleen temperatuur, uitstoot kan verhogen.

"Dat is belangrijk vanuit het oogpunt van luchtkwaliteit, vooral in hete, zonnige zomerse omstandigheden, ' zei Khare.

Verharde oppervlakken en daken vormen ongeveer 45% en 20% van het oppervlak in Amerikaanse steden, respectievelijk. De onderzoekers schatten de potentiële totale uitstoot en vorming van SOA in Los Angeles, een belangrijke stad voor casestudies van stedelijke luchtkwaliteit.

Vanwege de soorten verbindingen die asfalt uitstoot, de potentiële SOA-vorming is vergelijkbaar met de uitstoot van motorvoertuigen in Los Angeles, aldus de onderzoekers - wat inhoudt dat het vinden van manieren om wegen milieuvriendelijker te maken net zo belangrijk is als hetzelfde te doen voor auto's en vrachtwagens. Gentner merkte op, Hoewel, dat het effect van asfaltemissies op ozonvorming minimaal was in vergelijking met dat van motorvoertuigen en vluchtige chemicaliën in persoonlijke verzorgings- en schoonmaakproducten - een andere belangrijke opkomende bron van reactieve organische emissies die grote hoeveelheden SOA produceert in stedelijke gebieden.

Gentner benadrukte dat asfalt slechts één stukje is in de puzzel van stedelijke SOA.

"Het is een andere belangrijke niet-verbrandingsbron van emissies die bijdraagt ​​aan de productie van SOA, onder een klasse van bronnen waar wetenschappers in het veld actief aan werken om beter in te perken, " hij zei.