In alcuni giorni del 2014, le emissioni di petrolio e gas hanno dato un grande contributo agli elevati livelli di ozono durante l'estate nel nord-est del Colorado, secondo un nuovo studio condotto da ricercatori CIRES e NOAA. Le alte concentrazioni di ozono estivo nel Front Range settentrionale del Colorado non sono limitate all'area urbana di Denver. Livelli elevati di ozono sono stati osservati anche nelle aree rurali dove l'attività petrolifera e del gas era la fonte primaria di precursori dell'ozono, lo studio ha trovato.

"Se le condizioni sono giuste, le emissioni di petrolio e gas possono contribuire fino a 20-30 parti per miliardo (ppb) nei giorni di cattiva ozono e potrebbero portare a superamenti degli standard dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente (EPA), " ha detto Lucy Cheadle, che ha guidato il lavoro come ricercatore associato presso il Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences presso l'Università del Colorado Boulder, lavorando presso il NOAA Earth System Research Laboratory. Il documento è pubblicato sulla rivista Elementa:Scienza dell'Antropocene .

L'ozono estivo è un problema nel Front Range settentrionale del Colorado, dove le concentrazioni superano periodicamente l'attuale standard sanitario di 75 ppb (raggiunto quando la quarta media massima giornaliera massima su 8 ore, media su tre anni, è minore o uguale a 75 ppb). L'ozono massimo estivo a Denver è aumentato leggermente negli ultimi decenni, in contrasto con molte località negli Stati Uniti orientali, dove l'ozono massimo estivo è diminuito significativamente in risposta alla riduzione delle emissioni.

Una ragione per cui le emissioni di petrolio e gas nel nord-est del Colorado a volte possono spingere i livelli di ozono oltre lo standard EPA è che i livelli di fondo di ozono sottostanti ci sono solo circa 20 ppb al di sotto dello standard 75 ppb, secondo i calcoli dello studio. In questo studio, i ricercatori hanno stimato che in una giornata estiva media nel Front Range settentrionale del Colorado, circa 45-55 ppb di ozono presente nell'aria sopra la superficie proviene da fonti di fondo regionali o da ozono residuo prodotto localmente nei giorni precedenti. Questo punto di partenza lascia pochissimo spazio alla produzione locale di ozono prima che i livelli raggiungano lo standard basato sulla salute.

Per questo studio, i ricercatori hanno utilizzato i dati raccolti durante l'estate del 2014, quando hanno avuto luogo misurazioni intensive dell'atmosfera della regione. Ricercatori di numerose istituzioni tra cui NOAA, NCAR, NASA, aerodinamico, Dipartimento della sanità pubblica e dell'ambiente del Colorado, CU Boulder, e UC Irvine hanno effettuato misurazioni con aerei, palloncini, laboratori mobili, e altre strutture a terra per caratterizzare le emissioni da molte possibili fonti, comprese le attività petrolifere e del gas, veicoli a motore, centrali elettriche, attività industriali, agricoltura, incendi boschivi, e l'inquinamento trasportato.

Cheadle e i suoi colleghi si sono concentrati su tre giorni (23 luglio, 3 agosto e il 13 agosto) quando un laboratorio mobile ha misurato gli inquinanti vicino a Greeley, Colorado, nel giacimento di petrolio e gas di Wattenberg a nord-est di Denver. Per ogni giorno, i ricercatori hanno sezionato i ruoli relativi delle attività petrolifere e del gas, agricoltura, e altri fattori sui livelli di ozono. Lo hanno fatto osservando le concentrazioni di diversi gas misurati insieme all'ozono, incluso il metano, etano, monossido di carbonio, protossido di azoto, utilizzati per identificare diverse fonti di precursori dell'ozono.

Globale, i ricercatori hanno scoperto una grande influenza delle emissioni di petrolio e gas sulla formazione di ozono nell'area di studio, insieme a una certa influenza delle emissioni urbane. Il 23 luglio, i livelli di ozono erano inferiori rispetto agli altri due giorni, fornire ai ricercatori una base di riferimento, o basse emissioni, Astuccio. Sia il 3 che il 13 agosto, i livelli di ozono erano molto più alti:30 ppb o più sopra le concentrazioni nei giorni "medi" di ozono, o giorni con produzione locale limitata di ozono, secondo lo studio.

"Tutti i nostri casi di studio hanno mostrato la potenziale influenza delle emissioni delle attività petrolifere e del gas sulla produzione di ozono, ma il 13 agosto ha mostrato le prove più evidenti, " disse Cheadle. "Quel giorno, altre fonti di emissione di precursori dell'ozono erano basse, e petrolio e gas erano la principale fonte di emissioni presenti e il principale contributore all'elevata produzione di ozono".

Questi risultati sono significativi perché i superamenti degli standard EPA si basano su singoli giorni e non su un miglioramento complessivo mediato su più giorni. "Gli alti livelli di ozono che abbiamo osservato nei giorni in cui l'attività petrolifera e del gas era un contributore primario sottolineano l'importanza di quantificare meglio il contributo delle operazioni petrolifere e del gas, " Cheadle ha detto. "Questa comprensione potrebbe supportare strategie volte a mantenere la regione entro i limiti dell'ozono".