石油和天然气生产场所的空气污染能在太空可见

在过去的两年中,美国某些地区的石油和天然气产量翻了一番,科学家可以使用卫星来查看这种趋势的影响:例如,刺激肺部的空气污染物二氧化氮的释放量显着增加,飘散到大气中的气体数量增加了一倍以上。

燃烧发动机产生氮氧化物

科罗拉多大学博尔德分校环境科学研究合作研究所(CIRES)的科学家,发表在AGU杂志《地球物理研究快报》上的新评估的主要作者芭芭拉·迪克斯(Barbara Dix)说:“我们看到了航空业对太空的日益增长的影响。”。“实际上,我们可以利用卫星数据向公司和监管机构提供反馈,并查看它们是否能够成功地监管排放。”

Dix和美国和荷兰研究人员组成的团队着手研究一套基于卫星的仪器是否可以帮助科学家更多地了解美国油气田​​发动机排放的氮氧化物污染(包括二氧化氮)。燃烧发动机产生氮氧化物,这是呼吸道刺激物,可导致形成其他类型的有害空气污染物,例如地面臭氧。

CIRES的合著者Joost de Gouw说,在石油和天然气钻探和生产现场,可能会有几台小型和大型内燃机,用于钻井,压缩气体,分离液体和气体,并通过管道和储存容器输送气体和石油。 CU Boulder的研究员和化学教授。这些发动机的排放不受控制。de Gouw说:“汽车具有催化转化器,大型工业烟囱可能具有减排设备……” “这些引擎并非如此。”

De Gouw说,用于解释油气田氮氧化物污染的常规“清单”通常非常不确定,低估或高估了污染物。迪克斯说,在许多经常发生油气开发的农村地区,氮氧化物的持续测量很少。

因此,她,de Gouw和他们的同事们使用了NASA卫星上的臭氧监测仪(OMI)和欧洲航天局卫星上的对流层监测仪(TropOMI)的二氧化氮数据。他们还查看了NOAA / NASA Suomi卫星系统上仪器的气体燃烧数据。

二氧化氮的排放

研究小组发现,在2007年至2019年期间,美国大部分地区,由于汽车和发电厂的清洁,二氧化氮的污染水平有所下降。卫星数据中的清洁空气趋势在加利福尼亚州,华盛顿州和俄勒冈州的市区以及美国大陆东部的最明显。迪克斯说:“我们已经清理了很多事情。”

但是,有些地区仍在增加二氧化氮的排放量:分别位于德克萨斯州和新墨西哥州,北达科他州和德克萨斯州的二叠纪,巴肯和伊格尔福特油气盆地。

在这些地区,科学家使用了一种时间序列分析方法来确定污染物的来源:新井钻探与长期生产。他们之所以可以进行这种分析,是因为钻井活动随市场力量迅速波动,而生产变化却慢得多(一旦钻一口井,它可能会生产几年甚至几十年的石油和天然气)。

研究结果

研究小组报告说,在2015年钻井不景气之前,钻井从油气田产生了约80%的二氧化氮。2015年之后,钻探和生产产生的污染物量大致相等。在两个时间范围内,耀斑估计贡献了10%。

研究人员还利用行业燃料使用数据,钻机位置和井级生产数据,开发了新的油气排放清单。NOAA化学科学部门的CIRES科学家布莱恩·麦克唐纳(Brian McDonald)表示,这份清单证实了卫星的发展趋势,“这是一个令人鼓舞的发展,我们从太空观察到的现象可以用石油和天然气行业的预期排放趋势来解释。 。”

de Gouw说:“从科学上讲,这尤为重要:我们可以通过卫星进行源归属。” “我们需要了解重要来源,以最经济有效的方式解决这些排放问题。”

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