Sod fra varmeapparater og trafik er ikke kun et lokalt problem

Sodpartikler fra olie- og trævarmesystemer, samt vejtrafik, kan forurene luften i Europa i meget større skala end tidligere antaget. Det er, hvad forskere fra Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS) konkluderer fra en målekampagne i Thüringer Wald i Tyskland.

Evalueringen af ​​kilderne viste, at omkring halvdelen af ​​sodpartiklerne kom fra det omkringliggende område og den anden halvdel fra lange afstande. Fra forskernes synspunkt, dette understreger behovet for yderligere at reducere emissioner af sod, der er skadeligt for sundhed og klima, da de kulstofholdige partikler stadig bidrager til sundhedsfarer og klimaopvarmning selv over afstande på flere hundrede kilometer.

Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Atmosfærisk kemi og fysik ( AVS ), en open access journal for European Geosciences Union (EGU).

Aerosolpartikler i atmosfæren påvirker det globale klima, menneskers sundhed og økosystemer. Den kemiske sammensætning af atmosfæriske partikler på et givet sted afhænger ikke kun af det lokale miljø og kilder, men er også påvirket af historien om partiklerne, der når prøveudtagningsstedet. Under transporten, såkaldte ældningsprocesser ændrer ikke kun partiklernes kemiske sammensætning, men også påvirke deres fysiske egenskaber (f.eks. størrelsesfordeling, volatilitet, hygroskopicitet, cloud kondensation kerner (CCN) aktivitet og optiske egenskaber).

Belastningen på et givet sted er derfor en kompleks blanding af forskellige kilder i kombination med en kompleks transformationsproces. Kulstofholdige aerosolpartikler dominerer i den samlede partikelmasse, består af et stort antal kemiske arter og kan opdeles i organisk aerosol (OA) og sort kulstof (BC). Sort kulstof er forbundet med primære emissioner fra forbrændingsprocesser fra menneskeskabte kilder (bil, husholdningsvarme og industri) eller biogene kilder (f.eks. skovbrande). Ikke kun lokale kilder påvirker aerosolpartiklernes kemiske sammensætning. Langdistancetransport påvirker også aerosolpartiklernes kemiske sammensætning gennem luftmassernes oprindelse.

I september/oktober 2010, omfattende målinger fandt sted i Thüringen som en del af "Hill Cap Cloud Thüringen 2010" (HCCT-2010) eksperimentet. Den nu offentliggjorte analyse undersøgte den kemiske sammensætning af aerosolpartikler og de forskellige kilder til kulstofholdige partikler, der nåede målestedet nær landsbyen Goldlauter i Thüringer Wald, Tyskland. På det tidspunkt, i alt omkring 50 skyforskere fra Tyskland, Frankrig, England og USA havde deltaget i målingerne i midten af ​​Tyskland. Evalueringen og den kemiske analyse af de omfattende prøver var meget tidskrævende og tog flere år.

"Den anvendte dataanalyse gjorde det muligt at skelne lokale sodemissioner domineret af forbrænding af fossilt brændstof fra sod, der transporteres fra store afstande, "forklarer Dr. Laurent Poulain fra TROPOS." Men en fysisk effekt hjalp os også:I løbet af deres korte liv, sodholdige partikler vokser. Jo større denne partikel er, jo ældre den er, og jo længere den må have været på rejse i atmosfæren. "Impaktorprøverne blev derfor opdelt i to kategorier:Kulstof i partikler mindre end 400 nanometer er relativt ungt og kommer fra lokale kilder. Kulstof i partikler større end 400 nanometer er relativt gammel og kommer fra fjerne kilder. Dette gjorde det muligt at estimere lokale sodemissioner til 48 procent og sod fra fjerne kilder til 52 procent.

I en anden undersøgelse fra vinteren 2016/17, TROPOS researchers were already able to estimate the share of transboundary particulate matter:Particulate matter of the PM10 size class from long-distance transport from Eastern Europe contributed 44 to 62 per cent of the total PM10 particulate matter at rural locations in Eastern Germany, according to a study for various state environmental offices. The main sources were combustion emissions, probably from wood and coal-fired heating systems. With the study now published, it is clear that even for soot, which accounts for only a portion of PM10 fine particulate matter, the relationship between ambient and remote sources is similar:about half of the soot comes from the local environment and the other half from long-distance transport across the continent.

The new findings underline the need to set Europe-wide limits for soot. In spring 2021, the EU Parliament called on the EU Commission to introduce EU-wide standards for ultrafine particulate matter, sod, mercury and ammonia, because although these substances have a negative impact on human health, they are not yet regulated by EU air quality standards. The EU Air Quality Directive is to be updated by 2022. A public consultation is planned for autumn 2021.

Imidlertid, soot does not only have a negative impact on human health. It is becoming increasingly clear that soot also contributes to global warming by causing the dark particles to absorb light or contribute to cloud formation. According to the latest report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), there are still large gaps in our knowledge about the quantities and distribution of soot in the atmosphere, which the new report aims to reduce. The IPCC will adopt and publish its new assessment report ("AR6 Climate Change 2021:The Physical Science Basis") in early August 2021. Tilo Arnhold