En grundlæggende mangel i luftforureningsmodeller

Forskere fra Københavns Universitet har opdaget et overraskende fænomen i en proces, hvorved visse gasmolekyler producerer skadelige partikler. Virkningen af ​​dette fænomen vil sandsynligvis stige i byområder, efterhånden som forureningen falder. Denne viden kan hjælpe politikere med at vedtage bedre foranstaltninger til bekæmpelse af luftforurening og bidrage til at forbedre klimamodeller.

På trods af de klare sundhedsmæssige fordele ved reduceret NO _x emissioner i byområder, primært på grund af dieselemissioner, en reduktion i NO _x gasser betyder ikke fuldstændig fjernelse af luftforurening. Andre luftbårne sundhedsfarer er til stede, herunder ultrafine partikler. Forskning fra Københavns Universitet, Danmark, tyder på, at når NOx -niveauer falder, mennesker kan blive udsat for flere partikler, end forskere tidligere havde troet.

"Vi har fundet en grundlæggende mangel på de modeller, der vurderer og forudsiger luftforurening. Vores opdagelse giver os mulighed for at forbedre disse modeller og give politikerne et stærkere fundament for at træffe grønnere beslutninger, "siger professor Henrik G. Kjærgaard fra Kemisk Institut, Københavns Universitet.

Han og kollega Kristian Holten Møller, i samarbejde med forskere fra Caltech, har opdaget en særlig mekanisme i processen, hvorved visse molekyler skaber partikler i atmosfæren. Når flygtige organiske forbindelser (VOC'er) nedbrydes, disse molekyler skaber radikaler i både højre- og venstrehåndet form- et fænomen i kemi kendt som chiralitet. Forskerne har demonstreret, at en af ​​disse former kan skabe partikler op til 1000 gange hurtigere end den anden.

"Tidligere har ingen vidste, at højre- og venstrehåndet gjorde en forskel i, hvor mange luftbårne partikler der blev skabt. Dette er vigtigt, fordi i sidste ende mængden af ​​partikler korrelerer direkte med antallet af luftforureningsrelaterede dødsfald, "ifølge Institut for Kemi postdoc Kristian Holten Møller.

Mekanismen opstår, når et VOC -molekyle nedbrydes i atmosfæren ved at reagere med sig selv i stedet for med andre molekyler. Når denne selvreaktion opstår, molekylære radikaler vokser sig større og større, efterhånden som de optager mere og mere ilt, til sidst udvikler sig til ultrafine partikler. Denne proces forekommer med meget forskellige hastigheder afhængigt af om de radikale har en højre- eller venstrehåndet form. Efterfølgende, der dannes vidt forskellige mængder partikler.

Færre NOx -gasser resulterer i flere partikler

Mens VOC -molekyler frigives i skovområder som træ- og plantelugt, de frigives også som menneskeskabt forurening. I byområder, VOC'er stammer fra mange forskellige kilder, såsom biler, opløsningsmidler, vaskemidler, maling og kosmetik.

Henrik G. Kjærgaards tidligere forskning har vist, at med et vist niveau af NO _x i luften, det nyopdagede fænomen spiller ind:

"Urban NOx -gasser begrænser denne oxidation og forhindrer radikaler i at vokse til partikler. Men da vi reducerer NO _x emissioner, partikler dannet via oxidation vil sandsynligvis blive mere fremtrædende i byer, ”Siger Kjærgaard.

Han understreger, at opbevaring af dieselbiler i byer ikke er nogen som helst løsning, "Diesels udsender ikke kun NEJ _x - de udsender partikler direkte. Vi antyder på ingen måde, at det er en god idé at beholde dieselkøretøjer i byområder. "

Ifølge forskerne, en mulig løsning er at regulere VOC -emissioner og erstatte de VOC'er, der er ansvarlige for flest partikler, med andre, der har en mindre effekt. De understreger, at det er et komplekst område at regulere, og at der er brug for mere viden om, hvordan forskellige VOC'er skaber partikler.

Vejen til mere præcise klimamodeller

Forskerne påpeger også, at denne opdagelse vil bidrage til at udvikle mere præcise klimamodeller. Ultrafine partikler påvirker klimaet ved enten at reflektere eller absorbere sollys. Deres tilstedeværelse giver anledning til den største kilde til usikkerhed i globale klimamodeller.

"Med de enorme forskelle mellem højre- og venstrehåndede radikaler, usikkerheder opstår i klimamodeller, hvis de ikke skelner mellem deres form - som det er tilfældet i dag. Dette fører til en over- eller undervurdering af antallet af partikler, der dannes i atmosfæren, ”siger Kristian Holten Møller.

Undersøgelsen er publiceret i The Journal of Physical Chemistry Letters .