6 Minute
O sursă neașteptată de contaminare la altitudine înaltă
Perclorații sunt o familie de compuși care conțin clor, cunoscuți pentru că pot perturba producția hormonilor tiroidieni și pentru persistența lor în mediu. În timp ce perclorații sintetici sunt utilizați în explozivi, baterii și propulsoare de rachetă, majoritatea percloraților găsiți în natură i-au nedumerit pe oamenii de știință din cauza semnăturilor chimice ce indică procese cu energie mare în atmosfera superioară. Un studiu aerian recent a urmărit acum formarea naturală a percloraților până în stratosferă, la aproximativ 10–50 kilometri (6–31 mile) deasupra Pământului, și a identificat tipurile de particule care găzduiesc aceste molecule toxice.
Misiune și metode: prelevarea de probe din stratosferă
Cercetătorii au colectat probe de aerosoli în cadrul unei campanii axate pe particulele din stratosferă, folosind aeronava de cercetare WB-57 a NASA, care zboară până la circa 19.000 de metri (62.000 de picioare). Aceste zboruri au efectuat măsurători chimice și fizice detaliate ale particulelor minuscule suspendate în stratosferă. Echipa a analizat compoziția particulelor individuale și a comparat perclorații detectați cu semnăturile cunoscute ale percloraților din alte surse, cum ar fi combustibilul pentru rachete. Lucrările apar în numărul din 28 iulie al Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Concluzii cheie: perclorații se atașează de particule provenite din fum și bogate în materie organică
Contrar așteptărilor, perclorații nu au fost asociați cu aerosoli axați pe acid sulfuric, care domină stratosfera. În schimb, compușii clorați toxici au fost găsiți aproape exclusiv pe două tipuri mai puțin comune de particule: aerosoli bogați în azot și particule derivate din fum și materie organică. Aceste particule-purtătoare ajung rar în stratosferă în condiții tipice, ceea ce face descoperirea surprinzătoare și importantă pentru înțelegerea modului în care se formează și sunt transportați perclorații.
Ampenta chimică a percloraților stratosferici nu s-a potrivit cu cea a percloraților proveniți din combustibilul pentru rachete, indicând că lansările obişnuite de rachete nu sunt principala sursă a percloraților naturali măsuraţi. Dovezile sugerează formare in situ în stratosferă, probabil implicând procese cu energie mare, precum interacțiuni cu razele cosmice și chimia clorului pe suprafețe specializate ale particulelor.
Implicații pentru apa subterană și activitățile umane
Întrebarea esențială este acum dacă schimbările în compoziția aerosolilor stratosferici — cauzate de activități umane — ar putea crește producția și depunerea percloraților la suprafața Pământului. Perclorații depuși pe sol pot pătrunde în apele subterane și sunt extrem de persistenți în medii uscate; un studiu din 2010 a estimat că pot persista cel puțin 10.000 de ani în zone aride. Creșterea fumului din incendiile de vegetație, injecțiile vulcanice sau injectările deliberate de particule în stratosferă pentru geoinginerie climatică ar putea, teoretic, modifica abundența particulelor purtătoare care favorizează formarea percloraților.
"Nu știm dacă schimbarea particulelor din stratosferă va determina mai mulți perclorați sau nu", a spus Daniel Murphy, responsabil de program pentru proprietățile și procesele aerosolilor la Laboratorul de Științe Chimice al NOAA. El a subliniat că noile constatări evidențiază necesitatea unor cercetări de laborator și de teren țintite pentru a determina dacă schimbările induse de om în particulele stratosferice ar putea crește involuntar această cale pentru contaminanți longevi din apele subterane.
Context legislativ și planetar
Reglementatorii sunt deja atenți: Agenția pentru Protecția Mediului din SUA (U.S. Environmental Protection Agency, EPA) a semnalat planuri de a propune reglementări naționale privind perclorații în apa potabilă. Între timp, perclorații au fost detectați și pe Marte, astfel încât oamenii de știință planetari au dezvoltat tehnici analitice care pot fi adaptate pentru studii de laborator pe Pământ privind chimia percloraților. Aceste capabilități de laborator vor fi importante pentru testarea dacă metodele propuse de geoinginerie sau creșterea emisiilor din incendiile de pădure ar putea amplifica formarea percloraților la altitudini mari.
Perspective ale experților
Dr. Elena Vargas, chimist atmosferic și comunicatoare științifică, comentează: "Acest studiu ne amintește că particule foarte mici, aflate la înălțimi mari în atmosferă, pot avea consecințe disproporționate când ajung în cele din urmă la sol. Înțelegerea celor care acționează ca platforme chimice este esențială înainte de a lua în calcul orice intervenție deliberată în stratosferă."
Dr. Michael Chen, fost specialist în aerosoli la NASA, adaugă: "Măsurătorile WB-57 au furnizat detalii fără precedent. Pașii următori sunt experimente controlate de laborator pentru a replica chimia și extinderea prelevărilor aeriene pentru a determina cât de răspândite sunt aceste particule care conțin perclorați, din punct de vedere sezonier și geografic."
Concluzie
Măsurătorile la altitudini înalte au arătat că perclorații formați natural își au originea pe particule bogate în azot și pe particule derive din fum în stratosferă, nu pe aerosoli mai abundenti pe bază de acid sulfuric. Descoperirea rafinează înțelegerea chimiei clorului în atmosferă și ridică întrebări importante despre cum ar putea activitățile umane — incendiile de vegetație, emisiile sau propunerile de injectare a particulelor în stratosferă — să influențeze contaminarea pe termen lung a apelor subterane. Studii de laborator ulterioare și monitorizare extinsă vor fi esențiale pentru evaluarea riscurilor și pentru informarea atât a reglementărilor de mediu, cât și a oricăror propuneri de geoinginerie.
Sursa: livescience
Comentarii