Certains jours en 2014, les émissions de pétrole et de gaz ont fortement contribué aux niveaux élevés d'ozone en été dans le nord-est du Colorado, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs du CIRES et de la NOAA. Les fortes concentrations estivales d'ozone dans le nord de la chaîne Front Range du Colorado ne se limitent pas à la zone urbaine de Denver. Des niveaux élevés d'ozone ont également été observés dans les zones rurales où l'activité pétrolière et gazière était la principale source de précurseurs de l'ozone, l'étude a trouvé.

« Si les conditions sont réunies, les émissions de pétrole et de gaz peuvent contribuer jusqu'à 20-30 parties par milliard (ppb) les jours de mauvaise couche d'ozone et pourraient conduire à des dépassements des normes de l'Environmental Protection Agency (EPA), " dit Lucy Cheadle, qui a dirigé les travaux en tant qu'associé de recherche à l'Institut coopératif de recherche en sciences de l'environnement de l'Université du Colorado à Boulder, travaillant au Laboratoire de recherche sur le système terrestre de la NOAA. L'article est publié dans la revue Elementa :science de l'anthropocène .

L'ozone d'été est un problème dans le nord du Colorado Front Range, où les concentrations dépassent périodiquement la norme sanitaire actuelle de 75 ppb (atteint lorsque la quatrième moyenne quotidienne maximale sur 8 heures, en moyenne sur trois ans, est inférieur ou égal à 75 ppb). L'ozone d'été maximal à Denver a légèrement augmenté au cours des dernières décennies, contrairement à de nombreux endroits dans l'est des États-Unis, où l'ozone d'été maximal a diminué de manière significative en réponse aux réductions d'émissions.

L'une des raisons pour lesquelles les émissions de pétrole et de gaz dans le nord-est du Colorado peuvent parfois pousser les niveaux d'ozone au-dessus de la norme de l'EPA est que les niveaux d'ozone de fond sous-jacents ne sont qu'environ 20 ppb en dessous de la norme de 75 ppb, selon les calculs de l'étude. Dans cette étude, les chercheurs ont estimé qu'un jour d'été moyen dans le nord du Colorado Front Range, environ 45 à 55 ppb d'ozone présent dans l'air au-dessus de la surface proviennent de sources de fond régionales ou d'ozone résiduel produit localement au cours des jours précédents. Ce point de départ laisse très peu de place à la production locale d'ozone avant que les niveaux n'atteignent la norme sanitaire.

Pour cette étude, les chercheurs ont utilisé les données recueillies au cours de l'été 2014, lorsque des mesures intensives de l'atmosphère de la région ont eu lieu. Des chercheurs d'un certain nombre d'institutions, dont la NOAA, NCAR, Nasa, Aérodyne, Département de la santé publique et de l'environnement du Colorado, CU Boulder, et UC Irvine a fait des mesures par avion, des ballons, laboratoires mobiles, et d'autres installations au sol pour caractériser les émissions de nombreuses sources possibles, y compris les activités pétrolières et gazières, véhicules à moteur, centrales électriques, activités industrielles, agriculture, feux de forêt, et la pollution transportée.

Cheadle et ses collègues se sont concentrés sur trois jours (23 juillet, 3 août et le 13 août) lorsqu'un laboratoire mobile a mesuré des polluants près de Greeley, Colorado, dans le champ pétrolier et gazier de Wattenberg au nord-est de Denver. Pour chaque jour, les chercheurs ont disséqué les rôles relatifs des activités pétrolières et gazières, agriculture, et d'autres facteurs sur les niveaux d'ozone. Ils l'ont fait en examinant les concentrations de plusieurs gaz mesurés avec l'ozone, y compris le méthane, éthane, monoxyde de carbone, protoxyde d'azote—qui sont utilisés pour identifier différentes sources de précurseurs de l'ozone.

Globalement, les chercheurs ont découvert une grande influence des émissions de pétrole et de gaz sur la formation d'ozone dans la zone d'étude, avec une certaine influence des émissions urbaines. Le 23 juillet, les niveaux d'ozone étaient inférieurs à ceux des deux autres jours, fournir aux chercheurs une base de référence, ou à faibles émissions, Cas. Les 3 et 13 août, les niveaux d'ozone étaient beaucoup plus élevés :30 ppb ou plus au-dessus des concentrations les jours d'ozone « moyens », ou jours avec une production locale d'ozone limitée, selon l'étude.

« Toutes nos études de cas ont montré l'influence potentielle des émissions des activités pétrolières et gazières sur la production d'ozone, mais le 13 août a montré la preuve la plus claire, " dit Cheadle. " Ce jour-là, les autres sources d'émission de précurseurs d'ozone étaient faibles, et le pétrole et le gaz étaient la principale source d'émissions présente et le principal contributeur à la production élevée d'ozone. »

Ces résultats sont significatifs car les dépassements des normes EPA sont basés sur des jours uniques et non sur une amélioration globale moyenne sur plusieurs jours. « Les niveaux élevés d'ozone que nous avons observés les jours où l'activité pétrolière et gazière était un contributeur principal soulignent l'importance de mieux quantifier la contribution des opérations pétrolières et gazières, " a déclaré Cheadle. " Cette compréhension pourrait soutenir des stratégies visant à maintenir la région dans les limites de la couche d'ozone. "