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Con la caída de la contaminación por aerosoles vehiculares de Los Ángeles, la vegetación emerge como fuente principal

Publicadomarzo 24, 2021 @ 5:54 am

Con la caída de la contaminación por aerosoles vehiculares de Los Ángeles, la vegetación emerge como fuente principal
Las palmeras de abanico mexicanas, nativas de los desiertos del noroeste de México, son una planta ornamental ampliamente plantada en toda la cuenca de Los Ángeles y están contribuyendo sustancialmente a la contaminación por aerosoles orgánicos en el área, según un estudio de UC Berkeley. Crédito: Foto cortesía de Wikimedia Commons

Las restricciones de California sobre las emisiones de vehículos han sido tan efectivas que en al menos un área urbana, Los Ángeles, la fuente más preocupante de contaminación peligrosa por aerosoles bien pueden ser los árboles y otras plantas verdes, según un nuevo estudio realizado por químicos de la Universidad de California en Berkeley. .


por Robert Sanders, Universidad de California – Berkeley


Se ha comprobado que los aerosoles —partículas de hidrocarburos a las que se hace referencia como PM2.5 porque tienen un diámetro inferior a 2.5 micrones y se alojan fácilmente en los pulmones— causan problemas cardiovasculares y respiratorios.

Como resultado de las estrictas leyes de emisiones de vehículos , los niveles de aerosoles orgánicos se han reducido significativamente en todo Estados Unidos, pero la caída ha sido particularmente dramática en Los Ángeles, que comenzó en un nivel más alto.

Según las mediciones de contaminación de los últimos 20 años, los científicos de UC Berkeley encontraron que las concentraciones de PM2.5 en la cuenca de Los Ángeles en 2012 eran la mitad de lo que eran en 1999. Como resultado, de 2016 a 2018, casi no hubo PM2 .5 violaciones en el área cuando las temperaturas eran bajas, por debajo de 68 grados Fahrenheit. Pero a temperaturas más cálidas , las concentraciones de aerosoles aumentaron; durante el mismo período de tiempo, del 70% al 80% de los días por encima de los 100 F excedieron el umbral del Estándar Nacional de Calidad del Aire Ambiental (NAAQS).

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«La noticia positiva es que, cuando entendimos la fuente y tomamos medidas, esa acción ha sido increíblemente efectiva», dijo Ronald Cohen, químico atmosférico y profesor de química de UC Berkeley. «Hace veinte años, casi todos los días en Los Ángeles violaban un estándar basado en la salud. Y ahora son solo los días calurosos».

A medida que caían los productos químicos orgánicos de los vehículos, compuestos de carcinógenos como el benceno y el tolueno, los expertos en calidad del aire se concentraron en otras fuentes potenciales de aerosoles en aquellas ciudades con niveles nocivos para la salud. Muchos investigadores creen que los productos para el cuidado personal y la limpieza del hogar, algunos aparentemente tan benignos como el limoneno con aroma cítrico, pueden ser los culpables. Dada la dependencia de la temperatura de los niveles de aerosol en Los Ángeles, Cohen lo duda.

«Existe un consenso cada vez mayor de que, a medida que los automóviles pierden importancia, los productos químicos domésticos están dominando la fuente de compuestos orgánicos en la atmósfera y, por lo tanto, dominan la fuente de aerosoles», dijo. «Estoy diciendo que no entiendo cómo los aerosoles de estos productos químicos pueden depender de la temperatura y, por lo tanto, creo que probablemente sea otra cosa. Y los árboles son un buen candidato».

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Con la caída de la contaminación por aerosoles vehiculares de Los Ángeles, la vegetación emerge como fuente principal
En 2018, los aerosoles orgánicos constituían aproximadamente el 23% de los contaminantes en aerosol en Los Ángeles (azul en el gráfico circular), una gran parte de los cuales se debe a los productos químicos emitidos por las plantas. El gráfico de la derecha muestra cómo las concentraciones de aerosoles en Los Ángeles han disminuido con el tiempo, estabilizándose alrededor de 2012. Crédito: UC Berkeley gráficos por Clara Nussbaumer y Ronald Cohen

Se sabe que las plantas liberan más químicos orgánicos a medida que aumenta la temperatura y en muchas áreas boscosas los árboles son la fuente de químicos orgánicos que se combinan con óxidos de nitrógeno producidos por humanos para formar aerosoles. El presidente Ronald Reagan estaba parcialmente en lo cierto cuando declaró infamemente en 1981 que «los árboles causan más contaminación que los automóviles». En ese momento, los científicos estaban aprendiendo sobre el papel de los bosques que rodean Atlanta en la contaminación del aire de esa ciudad.

Cohen y la exestudiante de maestría de Berkeley, Clara Nussbaumer, revisaron las emisiones químicas orgánicas de varias plantas que se sabe que crecen o se cultivan en el área de Los Ángeles y encontraron que algunas, como las icónicas palmeras mexicanas de la ciudad, producen muchos compuestos orgánicos volátiles. Los robles también son grandes emisores de productos químicos orgánicos .

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Estimaron que, en promedio, el 25% de los aerosoles en la cuenca de Los Ángeles provienen de la vegetación, que incluye aproximadamente 18 millones o más de árboles.

Es probable que los aerosoles derivados de plantas estén hechos de isopreno químico, el componente básico del caucho o productos químicos vegetales como los terpenos, que consisten en dos o más componentes básicos de isopreno combinados para formar una molécula más compleja. Cohen dice que los aerosoles de PM2.5 se pueden considerar «como pequeñas gotas de cera de vela», con aerosoles de origen vegetal compuestos por muchas moléculas de isopreno y terpenos, que se encuentran en las resinas de pino.

«No estoy sugiriendo que nos deshagamos de las plantas, pero quiero que las personas que están pensando en plantar a gran escala escojan los árboles adecuados», dijo. «Deberían recoger árboles de bajas emisiones en lugar de árboles de altas emisiones».

La investigación fue descrita este mes en la revista Environmental Science & Technology .

Con la caída de la contaminación por aerosoles vehiculares de Los Ángeles, la vegetación emerge como fuente principal
El material particulado, o PM, es una mezcla de partículas sólidas y gotitas de líquido que se encuentran en el aire. Algunos, como el polvo, la suciedad, el hollín o el humo, se pueden ver a simple vista, mientras que otros son demasiado pequeños para verlos sin un microscopio. Las PM2.5 son partículas finas inhalables con diámetros que generalmente son de 2.5 micrones (micrómetros) o menores. El cabello humano promedio tiene aproximadamente 70 micrones de diámetro. Crédito: Gráfico cortesía de EPA

¿Cómo afecta el calentamiento global a los contaminantes?

Cohen, que ha estudiado la dependencia de la temperatura de los niveles de ozono urbano para comprender el impacto que tendrá el cambio climático en los contaminantes, decidió hace dos años investigar la dependencia de la temperatura del ozono y la contaminación por aerosoles en cinco condados de la cuenca de Los Ángeles: Los Ángeles, San Bernardino, Riverside, Orange y Ventura. Él y Nussbaumer analizaron datos de 22 sitios de medición en toda la cuenca (ocho en el condado de Los Ángeles, dos en el condado de Orange, cinco en el condado de Riverside, cuatro en el condado de San Bernardino y tres en el condado de Ventura) para estudiar aerosoles y en cuatro sitios: tres en Los Ángeles, uno en San Bernardino, para estudiar el ozono.

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Los investigadores encontraron que a principios del siglo XXI, la relación entre la temperatura y la contaminación por aerosoles era bastante variada: si la temperatura subía, a veces las concentraciones de PM2.5 aumentaban mucho, a veces un poco. Hoy en día, la relación es más lineal: si la temperatura sube un grado, las concentraciones de PM2.5 aumentan previsiblemente en una cantidad determinada.

Cohen y Nussbaumer se centraron principalmente en aerosoles orgánicos secundarios (SOA), que se forman como partículas cuando los contaminantes gaseosos, principalmente óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (COV), reaccionan con la luz solar. Las mismas condiciones producen ozono.

Utilizando un modelo atmosférico simple, llegaron a la conclusión de que tanto los productos químicos regulados de los gases de escape y la cocción de los vehículos (aerosoles orgánicos primarios como benceno, tolueno, etilbenceno y xileno) como el isopreno de las plantas eran precursores de la mayoría de los aerosoles orgánicos observados. Su modelo sugiere que aproximadamente una cuarta parte de la SOA en la cuenca de Los Ángeles está formada por isopreno u otros compuestos muy similares, y que estos representan la mayor parte del aumento dependiente de la temperatura. Si bien existe evidencia de que algunos COV dependientes de la temperatura se han controlado con el tiempo, como los de la evaporación de la gasolina, el isopreno no es uno de ellos.

Cohen señaló que a medida que aumenta el uso de automóviles eléctricos, la importancia de los aerosoles orgánicos de la vegetación se volverá más dominante, lo que requerirá medidas de mitigación para mantener los niveles dentro de los límites reglamentarios durante las olas de calor.

«Los automóviles también están contribuyendo al ozono, y en la cuenca de Los Ángeles el nivel de ozono también es alto, a altas temperaturas y por la misma razón: hay más moléculas orgánicas para impulsar la química cuando hace calor», dijo Cohen. «Queremos alguna estrategia para pensar en qué plantas podrían emitir menos hidrocarburos a medida que se calienta o qué otras emisiones podríamos controlar para evitar la formación de aerosoles».

Cohen espera analizar datos de otras áreas urbanas, incluida el Área de la Bahía de San Francisco, para ver si los aerosoles dependientes de la temperatura dominan ahora y si la vegetación es la culpable.

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El estudio fue financiado en parte por una subvención (NA18OAR4310117) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). Cohen y Allen Goldstein, profesor de ciencias ambientales, políticas y gestión de UC Berkeley, y de ingeniería civil y ambiental, también se han asociado con científicos de la NOAA y las agencias estatales y locales de calidad del aire en un experimento para observar las emisiones en Los Ángeles a diferentes temperaturas. La combinación de estas diferentes estrategias de observación en la cuenca de Los Ángeles, espera Cohen, «conducirá a mejores ideas para reducir los eventos de alto ozono y aerosoles en la cuenca, que luego se pueden utilizar como guía en otras ciudades importantes que sufren de mala calidad del aire».