Una vez que las chimeneas de las centrales eléctricas emiten mercurio a la atmósfera, el contaminante tiene una trayectoria complicada; incluso después de asentarse en la tierra y hundirse en los océanos, el mercurio puede volver a emitirse nuevamente a la atmósfera.El "efecto saltamontes" mantiene la sustancia altamente tóxica circulando como "emisiones heredadas" que, combinadas con las nuevas emisiones de chimeneas, pueden extender los efectos ambientales del mercurio durante décadas.
Ahora, un equipo internacional dirigido por investigadores del MIT ha llevado a cabo un nuevo análisis que proporciona estimaciones más precisas de las fuentes de emisiones de mercurio en todo el mundo. Los pares de análisis midieron las concentraciones de mercurio en el aire con una simulación global para calcular la fracción de mercurio que esreemitido o que se origina en plantas de energía y otras actividades antropogénicas. El resultado de este trabajo, dicen los investigadores, podría mejorar las estimaciones de la contaminación por mercurio y ayudar a refinar las estrategias de control de la contaminación en todo el mundo.
El nuevo análisis muestra que Asia ahora libera una cantidad sorprendentemente grande de mercurio antropogénico. Si bien se sabe que su mayor quema de carbón exacerba las emisiones de mercurio y la contaminación del aire, el equipo del MIT estima que Asia produce más del doble de las emisiones de mercurio previamente estimadas.
Noelle Selin, profesora asociada de desarrollo profesional de Esther y Harold E. Edgerton en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT, dice que el nuevo análisis también puede dar a los científicos una mejor idea de cuánto tiempo las emisiones heredadas: el mercurio reemitido porla tierra y el océano: se quedan en la atmósfera. Esto se debe a que el análisis puede calcular con mayor precisión la cantidad total emitida por las fuentes terrestres y oceánicas.
"La escala de tiempo bajo la cual circula el mercurio en el medio ambiente nos dice qué tan rápido nos recuperaremos si limitamos las emisiones de mercurio", dice Selin. "Podemos cuantificar mejor los ciclos de mercurio con este método".
Selin y Shaojie Song, un estudiante graduado en EAPS, han publicado sus resultados en la revista Química y física atmosférica .
enfoque de arriba hacia abajo
El análisis del equipo mejora en otros modelos que adoptan un enfoque de abajo hacia arriba. Dichos modelos estiman las emisiones de mercurio para una región al considerar factores como la cantidad de carbón quemado en una central eléctrica y los tipos de equipos en una planta utilizados para controlaremisiones. Los modelos a menudo extrapolan datos de algunas fuentes para aplicarlos a toda una región.
Sin embargo, hay una serie de incertidumbres con este modelo de abajo hacia arriba, y a menudo es difícil obtener los datos requeridos de las plantas de energía individuales.
En cambio, el análisis de Selin y Song adopta un enfoque de arriba hacia abajo, combinando estimaciones de abajo hacia arriba con mediciones reales de las emisiones de mercurio de las estaciones de monitoreo en todo el mundo.
En su análisis, el equipo tomó estimaciones ascendentes de las emisiones de mercurio de un inventario de emisiones de 2010 de las Naciones Unidas, una fuente utilizada frecuentemente de emisiones antropogénicas estimadas en todo el mundo. Los investigadores conectaron estas emisiones a un modelo global de transporte de mercuriollamado GEOS-Chem, un modelo desarrollado originalmente por Selin que desde entonces se ha utilizado ampliamente para rastrear cómo circula el mercurio a través de la tierra, el océano y el aire.
El modelo GEOS-Chem esencialmente divide la atmósfera en muchas cajas pequeñas. Después de conectar las estimaciones ascendentes de las emisiones de mercurio, los investigadores ejecutaron el modelo para simular los procesos químicos y físicos que actúan para hacer circular el mercurio dentro y entre las cajas.luego obtuvieron mediciones reales de las emisiones de mercurio tomadas de estaciones de monitoreo en todo el mundo. Compararon las mediciones de cada estación con las estimaciones del modelo para la casilla correspondiente en la que se encontraba la estación.
"Definitivamente podemos ver algunas diferencias, lo que nos dice que las emisiones [de abajo hacia arriba] pueden estar mal en algunos lugares", dice Song.
Evaluación de palancas políticas para abordar el mercurio
Para los lugares donde las emisiones medidas y modeladas no coincidían, el grupo utilizó un método de inversión bayesiano, una teoría de probabilidad matemática que combina observaciones con conocimientos previos para modelar la incertidumbre. Con este método, Selin y Song determinaron, para cada estaciónubicación, la contribución cuantitativa de las fuentes de mercurio que conformarían las concentraciones totales medidas. Por ejemplo, una ubicación en el medio del océano, lejos de cualquier fuente terrestre, es más probable que vea emisiones de mercurio que son reemitidas desde el océano, en lugar de fuentes terrestres o antropogénicas. Luego, en una primera aplicación de estas técnicas a las concentraciones globales de mercurio, utilizaron este enfoque cuantitativo para calcular qué concentraciones medidas implicaban sobre sus fuentes.
Según sus cálculos, los investigadores estimaron que, en todo el mundo, Asia podría producir hasta 1.770 toneladas de emisiones de mercurio por año, más del doble de la cantidad estimada por los modelos ascendentes.
"Fue más alto de lo que esperábamos", dice Selin. "Dada la contaminación en China e India y el mayor uso del carbón, tiene sentido. No fue un resultado fuera de la cancha, pero lo hacedarle una pausa para pensar cuánto mercurio podría estar saliendo de Asia "
En un trabajo relacionado publicado esta primavera, el grupo de investigación de Selin evaluó cómo un nuevo tratado de la ONU podría afectar las futuras emisiones de mercurio de las centrales eléctricas de carbón en Asia. Llegaron a la conclusión de que los futuros controles de emisiones tendrían beneficios tanto globales como domésticos.
En su análisis descendente más reciente, el equipo también descubrió que menos emisiones de mercurio provenían de fuentes terrestres, lo que significa que la tierra volvió a emitir una cantidad menor de emisiones heredadas de lo esperado: un pequeño resquicio de esperanza en un mundo de mercurio continuocontaminación, según Selin.
"Eso significa que el mercurio heredado es una fracción menor de las emisiones actuales de mercurio de lo que pensamos, lo que significa que la palanca política para abordar la contaminación por mercurio a través del control de las emisiones actuales es un poco mayor", dice Selin. "Todavía tiene que preocuparsemucho sobre las emisiones heredadas, pero podríamos recuperarnos un poco más rápido porque son una fracción menor del total "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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