Las palmeras de Los Ángeles podrían ser una fuente importante de contaminación del aire

«No sugiero que nos deshagamos de las plantas, pero quiero que quienes estén considerando plantar a gran escala elijan los árboles adecuados», dice Ronald Cohen. «Deberían elegir árboles de baja emisión en lugar de árboles de alta emisión».

Las restricciones de California a las emisiones de los vehículos han sido tan efectivas que en al menos un área urbana, Los Ángeles, la fuente más preocupante de contaminación peligrosa por aerosoles bien podrían ser los árboles y otras plantas verdes, según un nuevo estudio.

Se ha demostrado que los aerosoles (partículas de hidrocarburos denominadas PM _2,5 porque tienen un diámetro inferior a 2,5 micrones y se alojan fácilmente en los pulmones) causan problemas cardiovasculares y respiratorios.

Como resultado de las estrictas leyes sobre emisiones de vehículos, los niveles de aerosoles orgánicos se han reducido significativamente en todo Estados Unidos, pero la caída ha sido particularmente dramática en Los Ángeles, que comenzó con un nivel más alto.

Basándose en mediciones de contaminación de los últimos 20 años, los investigadores descubrieron que las concentraciones de PM2.5 _en la cuenca de Los Ángeles en 2012 eran la mitad de las de 1999. Como resultado, entre 2016 y 2018, casi no se registraron infracciones de PM2.5 en _la zona cuando las temperaturas eran bajas, inferiores a 20 °C. Sin embargo, a temperaturas más cálidas, las concentraciones de aerosoles aumentaron: durante el mismo período, entre el 70 % y el 80 % de los días con temperaturas superiores a 38 °C superaron el umbral de la Norma Nacional de Calidad del Aire Ambiental (NAAQS).

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Se puede ser optimista

“La buena noticia es que, cuando comprendimos la fuente y actuamos, nuestras medidas han sido increíblemente eficaces”, afirma Ronald Cohen, químico atmosférico y profesor de química en la Universidad de California, Berkeley. “Hace veinte años, casi todos los días en Los Ángeles se incumplía una norma sanitaria. Y ahora solo son los días calurosos”.

A medida que disminuyeron los compuestos químicos orgánicos en vehículos (compuestos cancerígenos como el benceno y el tolueno), los expertos en calidad del aire se centraron en otras posibles fuentes de aerosoles en las ciudades con niveles insalubres. Muchos investigadores creen que los productos de cuidado personal y limpieza del hogar (algunos aparentemente tan inocuos como el limoneno con aroma cítrico) podrían ser los culpables. Dada la dependencia de los niveles de aerosoles con la temperatura en Los Ángeles, Cohen lo duda.

“Existe un creciente consenso en que, a medida que los automóviles perdieron importancia, los productos químicos domésticos dominan la fuente de materia orgánica que llega a la atmósfera y, por lo tanto, la de aerosoles ”, afirma. “Lo que digo es que no entiendo cómo los aerosoles de estos productos químicos podrían depender de la temperatura y, por lo tanto, creo que probablemente se trate de otra cosa. Y los árboles son un buen candidato”.

Se sabe que las plantas liberan más sustancias químicas orgánicas a medida que aumenta la temperatura, y en muchas zonas boscosas, los árboles son fuente de sustancias químicas orgánicas que se combinan con los óxidos de nitrógeno producidos por el hombre para formar aerosoles. El presidente Ronald Reagan tenía razón en parte cuando declaró infamemente en 1981: «Los árboles contaminan más que los automóviles». En aquel entonces, los científicos estudiaban el papel de los bosques que rodean Atlanta en la contaminación atmosférica de la ciudad.

Cohen y Clara Nussbaumer, exestudiante de maestría de UC Berkeley, analizaron las emisiones de sustancias químicas orgánicas de diversas plantas que se sabe que crecen o se cultivan en el área de Los Ángeles y descubrieron que algunas, como las icónicas palmeras mexicanas de la ciudad, producen una gran cantidad de compuestos orgánicos volátiles. Los robles también son grandes emisores de sustancias químicas orgánicas.

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Aerosoles en Los Ángeles

Estimaron que, en promedio, el 25% de los aerosoles en la cuenca de Los Ángeles provienen de la vegetación, que incluye aproximadamente 18 millones o más de árboles.

Los aerosoles de origen vegetal probablemente estén compuestos de isopreno, el componente básico del caucho, o de sustancias químicas vegetales como los terpenos, que consisten en la combinación de dos o más componentes básicos de isopreno para formar una molécula más compleja. Cohen afirma que los aerosoles de PM _2,5 pueden considerarse como pequeñas perlas de cera de vela, y que los aerosoles de origen vegetal están compuestos por numerosas moléculas de isopreno y terpenos, presentes en las resinas de pino.

“No sugiero que nos deshagamos de las plantas, pero quiero que quienes estén considerando plantar a gran escala elijan los árboles adecuados”, dice. “Deberían elegir árboles de bajas emisiones en lugar de árboles de altas emisiones”.

Cohen, quien ha estudiado la dependencia de la temperatura de los niveles de ozono urbano para comprender el impacto del cambio climático en los contaminantes, decidió hace dos años investigar la dependencia de la temperatura de la contaminación por ozono y aerosoles en cinco condados de la cuenca de Los Ángeles: Los Ángeles, San Bernardino, Riverside, Orange y Ventura. Él y Nussbaumer analizaron datos de 22 sitios de medición en toda la cuenca (ocho en el condado de Los Ángeles, dos en el condado de Orange, cinco en el condado de Riverside, cuatro en el condado de San Bernardino y tres en el condado de Ventura) para estudiar los aerosoles, y en cuatro sitios (tres en Los Ángeles y uno en San Bernardino) para estudiar el ozono .

Los investigadores descubrieron que, a principios del siglo XXI, la relación entre la temperatura y la contaminación por aerosoles era bastante diversa: si la temperatura subía, a veces las concentraciones de PM2.5 _aumentaban mucho, a veces poco. Hoy en día, la relación es más lineal: si la temperatura sube un grado, las concentraciones de PM2.5 _aumentan previsiblemente en una cantidad fija.

Cohen y Nussbaumer se centraron principalmente en los aerosoles orgánicos secundarios (AOS), que se forman como partículas cuando los contaminantes gaseosos —principalmente óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (COV)— reaccionan con la luz solar. Las mismas condiciones producen ozono.

Utilizando un modelo atmosférico simple, concluyeron que tanto las sustancias químicas reguladas provenientes de los gases de escape de los vehículos y de la cocina (aerosoles orgánicos primarios como benceno, tolueno, etilbenceno y xileno) como el isopreno de las plantas fueron precursores de la mayoría de los aerosoles orgánicos observados. Su modelo sugiere que aproximadamente una cuarta parte del SOA en la cuenca de Los Ángeles está formada por isopreno u otros compuestos muy similares, y que estos representan la mayor parte del aumento dependiente de la temperatura. Si bien existe evidencia de que algunos COV dependientes de la temperatura se han controlado con el tiempo, como los de la evaporación de la gasolina, el isopreno no es uno de ellos.

Una estrategia para futuras plantaciones

Cohen señala que a medida que aumenta el uso de automóviles eléctricos , la importancia de los aerosoles orgánicos de la vegetación se volverá más dominante, lo que requerirá medidas de mitigación para mantener los niveles dentro de los límites regulatorios durante las olas de calor.

“Los automóviles también contribuyen al ozono, y en la cuenca de Los Ángeles el nivel de ozono también es alto, a altas temperaturas y por la misma razón: hay más moléculas orgánicas que impulsan la química cuando hace calor”, dice Cohen. “Necesitamos una estrategia para pensar qué plantas podrían emitir menos hidrocarburos a medida que aumenta el calor o qué otras emisiones podríamos controlar para prevenir la formación de aerosoles”.

Cohen espera analizar datos de otras áreas urbanas, incluida el área de la Bahía de San Francisco, para ver si los aerosoles dependientes de la temperatura predominan ahora y si la vegetación es la culpable.

Cohen y Allen Goldstein, profesor de ciencias ambientales, políticas y gestión, e ingeniería civil y ambiental, también se han asociado con científicos de la NOAA y las agencias estatales y locales de calidad del aire en un experimento para observar las emisiones en Los Ángeles a diferentes temperaturas. Cohen espera que la combinación de estas diferentes estrategias de observación en la cuenca de Los Ángeles «genere mejores ideas para reducir los eventos de alta concentración de ozono y aerosoles en la cuenca, que luego puedan servir de guía en otras grandes ciudades que sufren de mala calidad del aire».

Cohen también mantiene una red de alta densidad de 75 estaciones de monitoreo de contaminación en el Área de la Bahía, llamada BEACO2N. Cohen acaba de iniciar una colaboración con William Berelson, de la Universidad del Sur de California, y el Distrito Escolar Unificado de Los Ángeles, para desplegar nodos BEACO2N en esa zona del sur de California.

La investigación aparece en la revista Environmental Science & Technology .

La financiación para el trabajo provino, en parte, de una subvención de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).

Fuente: UC Berkeley

Estudio original DOI: 10.1021/acs.est.0c07144