Analyse onthult over het hoofd geziene NOₓ-emissies in de luchtbekken van het Salton Sea in Californië

Onderzoek toont aan dat een kwart van de NOx-emissies in de Salton Sea-regio afkomstig is van de bodem

Een studie geleid door de Universiteit van Californië, Davis, heeft aangetoond dat minstens een kwart van alle stikstofoxide (NOx) emissies in het Salton Sea-luchtbekken afkomstig is van de bodem. De studie gebruikte isotopische analyse en stelde vast dat de jaarlijkse bodememissies voor het bekken gemiddeld zo’n 11 ton per dag bedragen, wat tien keer hoger is dan de huidige inventaris van bodem NOx-emissies in de regio. Dit onderzoek is gepubliceerd in Scientific Reports.

De studie benadrukt de noodzaak om de emissies van landbouwgrond beter te begrijpen en in kaart te brengen, zodat voldaan kan worden aan de luchtkwaliteitsnormen van de staat en de federale overheid. Dit is cruciaal voor het verbeteren van de luchtkwaliteit in de landelijke gebieden van de Imperial Valley en de Coachella Valley, evenals andere landbouwactieve regio’s in warme klimaten.

Ondergerapporteerde bronnen

In de afgelopen decennia zijn er aanzienlijke verbeteringen in de luchtkwaliteit waargenomen in grote stedelijke gebieden zoals Los Angeles, voornamelijk door een vermindering van de fossiele brandstofemissies van voorlopers zoals NOx afkomstig van de industrie en het verkeer. Toch lijken de NOx-emissies in veel landelijke gebieden te verergeren, deels door bosbranden en toenemende emissies van landbouwbodems. “Bosbranden en bodememissies zijn de bronnen die naar verwachting de luchtvervuiling deze eeuw zullen domineren. We moeten ons denken over luchtkwaliteitsregulering aanpassen om dat weer te geven, vooral met betrekking tot de impact op buitenstedelijke en landelijke gemeenschappen,” aldus Ian Faloona, de corresponderende auteur en professor aan de UC Davis in de afdeling Land-, Lucht- en Waterbronnen en het Luchtkwaliteitsonderzoekscentrum. “We hebben een punt bereikt waarop de luchtkwaliteit in veel delen van Californië ongeveer acht jaar geleden is gestopt met verbeteren. Ik vermoed dat dit veel te maken heeft met deze twee ondergerapporteerde bronnen.”

Vervuiling door meststoffen en klimaatverandering

Het Salton Sea is een van de meest vervuilde luchtbekkens in het land. Het strekt zich uit van Palm Springs, via de Coachella Valley en in de Imperial Valley, tot aan de Mexicaanse grens in Calexico. De regio produceert jaarlijks meer dan $2 miljard aan landbouwverkopen, met gewassen die het hele jaar door worden verbouwd. De overwegend Latijnse bevolking wordt geconfronteerd met hoge armoedecijfers, astma en ademhalingsziekten. NOx is een belangrijke luchtvervuiler die fungeert als voorloper van de productie van zowel ozon als fijnstof (PM) in de atmosfeer.

Zware meststofgebruik, irrigatie en stijgende temperaturen zijn bekende factoren die de NOx-emissies van de bodem verhogen, wat allemaal voorkomt in het studiebereik. Californië ervaart enkele van de snelst stijgende temperaturen in het warme seizoen van alle staten in het land. Hogere temperaturen verhogen het risico op bosbranden en bevorderen een grotere productie door microben in de bodem. Ondertussen zijn de verkopen van meststoffen voor de zandgronden van Imperial County sinds 1991 met 137% gestegen, zo stelt de studie vast.

Terreinsampling en laboratoriumanalyse

Om deze factoren beter te begrijpen, hebben de auteurs van de studie veldmonsters genomen tussen juni 2022 en april 2023 op een middelbare school in de Imperial Valley en een luchtstation op Torres Martinez Desert Cahuilla-indianenland in de Coachella Valley, in samenwerking met de gemeenschap zonder winstoogmerk Comité Cívico del Valle. De monsters werden vervolgens geanalyseerd in de UC Davis Stable Isotope Facility. Isotopische handtekeningen werden gebruikt in een Bayesian Mixing Model om de bijdrage van de bodem aan de algehele isotopische handtekening te schatten. Deze analyse toonde aan dat de bodembronnen momenteel met een factor van 10 worden onderschat. Beschikbaarheid van voedingsstoffen, bodemvochtigheid en temperatuur beïnvloeden allemaal de NOx-productie van de bodem.

De auteurs merken op dat aanvullende gegevens over de aanbreng van meststoffen en irrigatieschema’s de directe impact van deze variaties verder kunnen verduidelijken, waardoor regelgevers effectiever luchtkwaliteitsreguleringen in de regio kunnen versterken. “Mensen beschouwen bodememissies en rook van bosbranden als ‘achtergrond’ vervuilers, maar ze stijgen daadwerkelijk en beginnen te domineren in veel delen van de staat,” zegt Faloona. “We schieten momenteel tekort in het rekening houden met aanzienlijke componenten van onze vervuilingsproblemen.”

De studie werd geleid door Heather Lieb, die onlangs haar Ph.D. behaalde onder Faloona’s mentorschap aan UC Davis.