Novas idéias sobre a formação de aerossóis orgânicos antropogênicos sugerem maior impacto na região

Aerossóis orgânicos antropogênicos são partículas contendo carbono emitidas por seres humanos no ar, que são classificados como partículas. Eles representam uma ameaça significativa à saúde e contribuem para milhões de mortes em todo o mundo a cada ano. Especialmente em grandes cidades, processos incompletos de combustão do transporte, indústria e famílias produzem gases de escape que formam partículas nocivas e respiráveis.

Em um estudo internacional no CERN, a Organização Europeia de Pesquisa Nuclear em Genebra, os pesquisadores liderados pelo PSI obtiveram novas idéias sobre a formação desses aerossóis orgânicos. Seus resultados mostram que esses poluentes geralmente se formam apenas após várias etapas de oxidação. Isso sugere que a poluição com partículas antropogênicas tem um maior impacto regional do que o assumido anteriormente.

Por sua vez, isso sugere que não é suficiente reduzir as emissões diretas de fábricas, residências e veículos, por exemplo, com filtros de matéria de partículas. Em vez disso, os gases precursores dos quais os aerossóis orgânicos prejudiciais posteriormente também devem ser controlados. Os resultados são publicado no diário Geociência da natureza.

O materials particulado feito pelo homem se forma mais lentamente

Os pesquisadores assumiram anteriormente que os aerossóis orgânicos se formam através de uma única etapa de oxidação. Gases precursores naturais, como terpenos e isoprene – hidrocarbonetos emitidos por plantas – adicionam rapidamente oxigênio e, portanto, formam diretamente partículas sólidas no ar.

No entanto, o novo estudo revela que as emissões antropogênicas se comportam de maneira diferente. Os gases precursores – como tolueno e benzeno do escape de automóveis e combustão de materials orgânico -, sob as etapas de oxidação múltiplas antes de formar partículas sólidas.

“Essa descoberta desafia a suposição anterior de que os poluentes se formam principalmente perto das fontes de emissão”, diz Imad El Haddad, líder do projeto do novo estudo. “Isso mostra que os aerossóis antropogênicos passam por um processo de formação mais longo, pelo qual seus impactos se estendem regionalmente”.

Uma câmara de simulação única

O novo estudo foi realizado na câmara de simulação de Cern na nuvem (cosméticos que deixa gotas ao ar livre). Mais de 70 pesquisadores da Europa e da América do Norte colaboraram para simular a poluição do ar urbano e rastrear a formação de aerossóis orgânicos.

A instalação em nuvem é a câmara de simulação atmosférica mais limpa do mundo e permite que os pesquisadores controlem parâmetros como temperatura e pressão com extrema precisão-a temperatura até aproximadamente um décimo de grau. Seu cilindro de aço inoxidável tem uma capacidade de aproximadamente 26 metros cúbicos. Os sensores de alta precisão garantem que as alterações dentro do cilindro possam ser observadas até o segundo.

Para seus experimentos, os pesquisadores encheram a câmara com uma mistura de gás semelhante à poluição urbana para rastrear a transformação de gases de escape em aerossóis orgânicos.

Trabalhando em turnos, os pesquisadores mediram continuamente a poluição urbana simulada. Eles determinaram a distribuição de tamanho das partículas de formação usando uma técnica conhecida como análise de mobilidade e determinaram a identidade molecular dos vapores de condensação em tempo actual usando espectrometria de massa. Eles também rastrearam com precisão quais proporções de gases precursores e seus produtos condensados ​​nas paredes da câmara. Isso deve ser levado em consideração nos cálculos para formação de poluentes.

“Graças às observações precisas, agora estamos mais capazes de entender como os aerossóis antropogênicos se formam e crescem no ar”, diz El Haddad.

Previsões mais precisas

A linha inferior do estudo é que uma proporção significativa de aerossóis orgânicos antropogênicos se forma não após a oxidação inicial, mas somente após etapas adicionais de oxidação que podem tomar entre seis horas e dois dias. A equipe de pesquisa estima que essa oxidação em várias etapas seja responsável por mais de 70% do complete antropogênico orgânico aerossol poluição.

Seus resultados podem melhorar os modelos de poluição do ar, permitindo previsões mais precisas das concentrações de matéria de partículas, proporcionando uma melhor compreensão dos impactos regionais. Eles também enfatizam a importância de controlar não apenas a emissão direta de materials particuladopor exemplo, através de filtros de partículas, mas também a emissão de gases precursores que posteriormente formam partículas sólidas. Isso poderia ajudar a combater a poluição do ar de maneira mais eficaz e, assim, melhorar a saúde pública.