Impacto da regulamentação de emissões de navios nas mudanças na composição do aerossol urbano revelado por receptor e modelagem numérica

Aug 09, 2023

npj Climate and Atmospheric Science volume 6, Número do artigo: 52 (2023) Cite este artigo

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Vários controles de emissões de navios foram recentemente implementados em escala local e nacional. No entanto, é difícil rastrear o efeito destes nos níveis de PM2,5, devido à relação não linear que existe entre as mudanças nas emissões precursoras e nos componentes do PM. A Fatoração de Matriz Positiva (PMF) identifica que uma mudança para combustíveis mais limpos desde janeiro de 2020 resulta em reduções consideráveis ​​de PM2.5 relacionados à origem do transporte marítimo, especialmente aerossóis de sulfato e metais (V e Ni), não apenas em um porto, mas também em um local de fundo urbano. A análise de sensibilidade do CMAQ revela que a redução de aerossóis inorgânicos secundários (SIA) se estende ainda mais às áreas interiores a favor do vento dos portos. Além disso, a mitigação de aerossóis orgânicos secundários (SOA) em áreas urbanas costeiras pode ser antecipada a partir dos resultados da modelagem do receptor ou das simulações do CMAQ. Os resultados deste estudo mostram a possibilidade de obter benefícios à saúde humana em cidades litorâneas por meio do controle de emissões de navios.

As preocupações sobre a contribuição dos poluentes atmosféricos do setor de navegação para as emissões globais foram amplamente revisadas1,2,3,4. As emissões de navios oceânicos são estimadas em 5–8% e 15% dos óxidos de enxofre (SOx) e óxidos de nitrogênio (NOx) antropogênicos globais, respectivamente1. Em média, 70% dos poluentes atmosféricos das atividades marítimas são emitidos a 400 km da costa, indicando a importância potencial da carga de poluição do ar causada por navios nas cidades costeiras e os níveis globais de material particulado de fundo5. Estimou-se que as emissões dos navios associadas às manobras e hotéis no porto de Los Angeles contribuíram com 1,4% das PM2,5 primárias observadas a 80 km terra adentro6. As contribuições das emissões de navios foram estimadas em 1–14% das concentrações de PM2,5 observadas nas regiões costeiras da Europa e representam até 25% para PM2,5 primário em áreas críticas1,2,5. A vida útil mais curta de NOx dentro da pluma de emissões do navio (~1,8 horas) em comparação com as condições marinhas ambientais típicas (~6,6 h ao meio-dia) pode resultar em níveis aumentados de aerossóis de nitrato (por exemplo, NH4NO3 e NaNO3) perto das rotas marítimas7. Além disso, a taxa de conversão acelerada de dióxido de enxofre (SO2) em sulfato (SO42−) em plumas de transporte com elementos metálicos (emitidos da combustão de óleos combustíveis pesados) que atuam como catalisadores em processos de oxidação, pode explicar níveis elevados de aerossóis de sulfato (por exemplo, (NH4)2SO4 e NH4HSO4) na camada limite marinha8,9. Além disso, massas de ar transportadas enriquecidas em SO2 com condições atmosféricas favoráveis ​​(alta umidade relativa) para a formação de SIA podem resultar em aerossóis de sulfato elevados perto de cidades costeiras10,11.

O impacto significativo das emissões de navios não apenas na qualidade do ar, mas também em resultados adversos à saúde, como doenças cardiovasculares, doenças respiratórias e morte prematura, foi bem documentado4,12,13,14,15,16,17. De acordo com uma pesquisa de especialistas do projeto WHO-HRAPIE, as emissões de navios têm sido consideradas uma importante categoria de fonte em relação à saúde em escala global, devido ao aumento da poluição do ar associada ao aumento do comércio internacional e ao uso de combustíveis de baixa qualidade que resultam em aerossóis contendo elementos tóxicos16,18,19,20. As preocupações sobre os níveis elevados de metais em aerossóis, especialmente vanádio (V) e níquel (Ni) em regiões portuárias foram delineadas21, pois plumas de transporte com acidez relativamente alta podem aumentar a biodisponibilidade dessas espécies metálicas8,22,23,24. O alto potencial de riscos à saúde de produtos químicos orgânicos tóxicos associados às emissões de exaustão de embarcações, como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) e dibenzo-p-dioxinas policloradas e dibenzofuranos policlorados (PCDD/Fs), também foi abordado5,25, e nano -partículas originárias de emissões de escapamento de navios em regiões costeiras têm sido levantadas como preocupações4,19,26,27.