Cercetătorii de la Universitatea din Helsinki au stabilit pentru prima dată modul în care particulele ultrafine din atmosferă influențează clima și sănătatea. Poluarea atmosferică ucide peste 10.000 de oameni în fiecare zi. S-a considerat că cea mai mare amenințare pentru sănătatea umană este acumularea în masă a particulelor atmosferice cu diametrul mai mic de 2,5 µm; cu cât cantitatea acumulată este mai mare și scăderea vizibilității se accentuează, cu atât este mai mare amenințarea.
Cercetătorii Institutului pentru Cercetarea Sistemului Atmosferic și al Pământului (INAR) de la Universitatea din Helsinki împreună cu colaboratorii din China au descoperit că, dacă vrem să rezolvăm problema acumulării particulelor mai mari, trebuie să începem cu cele mai mici. Până la publicarea rezultatelor studiilor recente, s-a acordat foarte puțină atenție particulelor ultrafine, cu diametrul mai mic de 100 nm, deoarece greutatea și suprafața lor au fost considerate neglijabile. Au existat controverse dacă aceste particule pot crește la dimensiuni relevante, astfel încât să poată afecta vizibilitatea atmosferică și sănătatea umană.
„Am constatat că cele mai mici particule contează cel mai mult”, spune academicianul Markku Kulmala de la Institutul pentru Cercetarea Sistemului Atmosferic și al Pământului (INAR).
Rezultatele celor două studii au fost recent publicate de Faraday Discussion și Nature NPJ climate and atmospheric science.
Creșterea la dimensiuni relevante pentru a forma o masă compactă
Când sunt disponibili suficienți vapori precursori și când condițiile sunt favorabile, particulele care se formează în atmosferă prin conversie gaz-particule de ~1 nm în diametru apar brusc în aer. Acest fenomen atmosferic cunoscut sub numele de „formare de particule noi” este observat în multe medii diferite din întreaga lume.
„Este vorba de sute de mii de particule pe centimetru cub, în special în cazul metropolelor, unde populația numeroasă este afectată de o poluare ridicată”, spune Lubna Dada de la Institutul de Cercetare a Sistemului Atmosferic și al Pământului (INAR).
Cercetătorii au dezbătut mult timp subiectul controversat dacă aceste particule mai mici au un efect asupra formării ceței specifice, scăderii vizibilității și poluării aerului. În cadrul a două studii desfășurate în paralel, ei au instalat în centrul Beijingului instrumentație de ultimă generație, pentru a studia „ceața” formată.
În primul studiu, aceștia au urmărit creșterea și compoziția chimică a particulelor proaspăt formate, de la dimensiuni ~1 nm până la cele care au atins dimensiuni prin care contribuie la acumularea de masă, în încercarea de a înțelege motivele care stau la baza formării și creșterii lor la dimensiuni relevante pentru formarea unei mase compacte.
În cel de-al doilea studiu, cercetătorii au instalat instrumente sofisticate la nivelul solului și la o înălțime de 260 m și au evaluat contribuția surselor de la nivelul solului la formarea și acumularea de ceață.
Foto: Institutul de Fizică Atmosferică | Academia Chineză de Științe
Cele mai mici particule sunt determinante
Rezultatele au arătat că în metropole, Beijing în acest caz, cele mai mici particule sunt formate din acid sulfuric gazos și amoniac sau amine, care sunt omniprezente. Dimensiunile particulelor cresc prin condensarea substanțelor organice și a nitraților care se găsesc de asemenea în zonele urbane. În timp ce traficul și alte activități antropice contribuie la apariția ceței, formarea și dezvoltarea de particule noi sunt la fel de importante. Pentru a atenua problema poluării aerului și pentru a reduce ceața, cercetătorii sugerează o atenție sporită față de particulele și vaporii foarte mici.
„Este crucial să controlăm vaporii precursori care sunt necesari pentru formarea particulelor și vaporii necesari pentru a le crește”, spune Dada.
O „bulă” care previne disiparea ceții formate
În urma studiilor efectuate s-a constatat, de asemenea, că formarea de particule noi este un fenomen regional care se întâmplă de-a lungul a peste 100 de kilometri, în timp ce amplificarea și creșterea acestora până la atingerea dimensiunilor relevante este mai degrabă locală. Poluarea crescută la nivelul solului, împreună cu urbanizarea amplificată, precum clădirile înalte, creează ceva asemănător unei bule care separă orașul de atmosfera superioară. Cu cât în această bulă se găsesc mai multe surse de poluare, cu atât aceasta devine mai stabilă, împiedicând poluanții să fie diluați în atmosfera superioară și concentrând poluarea în interiorul orașului. Este un proces în lanț, cu cât sunt emiși mai mulți poluanți, cu atât se produce mai multă acumulare, ceea ce face ca ceața să fie și mai deasă la nivelul solului.
„Pe scurt, nu numai particulele care sunt emise direct de activitățile antropice, cum ar fi traficul și industria, trebuie controlate, ci și vaporii asociați, care sunt capabili să formeze particule inițiale sau să le crească pe cele care sunt deja prezente. Pentru a rezolva problemele mari, trebuie să începem cu cele mici”, rezumă Dada.
