Vissa kolkraftverk i USA avger gaser som kan ha betydande effekter på atmosfären och kan producera skadliga föreningar i dricksvatten, enligt ny forskning.

En ny studie publicerad i Journal of Geophysical Research :Atmosfärer , en tidskrift för American Geophysical Union, finner oväntat höga nivåer av reaktiva bromhaltiga kemikalier i plymer som släpps ut från kolkraftverk som inte använder en särskild typ av avgasreningsteknik.

Bromarter påverkar kemin i atmosfären eftersom solljus kan omvandla dem till extremt reaktiva kemikalier. Dessa kan sedan reagera med och förändra nedbrytningsprocessen av föreningar som kväveoxider och ozon, som båda är föroreningar som kan ha skadliga effekter på andningshälsan. Den slutliga effekten av dessa reaktioner undersöks fortfarande, sa författarna.

Bromarter som släpps ut från kraftverk kan också deponeras på ytan av vattendrag, sa studiens författare. Där kan de omvandlas och reagera med kemikalier som införts för att desinficera dricksvatten. Några av de biprodukter som produceras av dessa reaktioner anses möjligen cancerframkallande efter långvarig exponering, enligt Centers for Disease Control and Prevention.

Vissa koleldade kraftverk förbättrar sina bränslen artificiellt med bromidsalter eftersom de hjälper till att minska utsläpp av kvicksilver, en kemikalie med mycket toxiska effekter. Men denna strategi kan introducera bromhaltiga kemikalier i atmosfären på ett okontrollerat sätt, enligt studiens författare.

"Bromidsalt när det brinner frigör bromradikaler som binder till kvicksilveret och det blir lättare att skrubba bort kvicksilveret från rökgasen, "sa Ben Lee, en forskningsassistent vid Institutionen för atmosfäriska vetenskaper vid University of Washington i Seattle och huvudförfattare till den nya studien. "I deras försök att städa upp kvicksilveret, de skapade ett sekundärt problem med bromiden. "

Eftersom bromutsläpp från kolkraftverk inte har studerats förrän nu, deras inverkan på atmosfären, som kan sträcka sig till områden långt från utsläppspunkten, är inte väl förstådda.

"När du går längre bort från direkta utsläppskällor som ett kraftverk eller en stad, vad vi kanske tror är en ren eller orörd miljö kanske inte är det, eftersom dessa kemikalier som har kickstartats pågår ganska länge, "Sa Lee." Det är det vi försöker ta reda på är, hur fortsätter det och hur slutar det. "

En mystisk observation

I början av 2015, en grupp forskare från hela USA inledde WINTER -kampanjen, ett projekt för att förstå hur vinterförhållanden påverkar ödet för föroreningar som släpps ut i nordöstra USA

Forskarna installerade dussintals toppmoderna instrument ombord på NSF/NCAR C-130-flygplanet och provade många avgasrör från kraftverk i flera nordöstra stater och Georgien.

Till forskarnas förvåning, plymer med förhöjda nivåer av reaktiva bromföreningar tillskrevs kolkraftverk som inte använde avsvavling av våt rökgas, en teknik som är avsedd att behandla och fånga upp skadliga föroreningar innan de släpps ut i atmosfären. I kontrast, avgaser från växter som använde denna teknik saknade reaktiva bromarter, Sa Lee.

Plumes med reaktivt brom hade högre koncentrationer än vad författarna förväntade sig. Kol innehåller naturligt lite bromid, men detta ensam kunde inte förklara nivåerna uppmätta i vissa plumes, enligt forskarna. Studiens resultat tyder på att plantorna kan ha förstärkt sitt kol med bromidsalter, även om ingen av växterna rapporterade att de gjorde det under studietiden.

"Det är fortfarande ett mysterium för oss, "Sa Lee." Om de inte artificiellt spikade sina kol med bromidsalter, varför mätte vi så mycket mer brom i avgaserna än vad som kan redovisas? "

Denna studie undersökte bara varje plume i sekunder till några minuter, men många kraftverk fungerar dygnet runt. Mätningarna kunde ha varit en avvikelse i anläggningens driftförhållanden, Sa Lee. För att helt förklara de förvirrande mätningarna, fler långsiktiga mätningar behövs, han sa.

Framtida studier kan ge svar genom att identifiera andra faktorer som bidrar till deras utsläpp, till exempel avsvavlingseffektivitet vid våt rökgas eller kolkvalitet. Och för att svara på frågor om hur reaktiva halogener påverkar atmosfärisk kemi, studier av kemisk omvandling och cykling av halogener efter att de har avges är också nödvändiga, Sa Lee.

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av bloggar om jord- och rymdvetenskap, värd av American Geophysical Union. Läs den ursprungliga historien här.