Verouderde stofdeeltjes als ‘chemische reactoren in de lucht’ die luchtvervuiling aanjagen, volgens onderzoek

Nieuwe studie onthult rol van woestijnstof in luchtvervuiling

Deeltjes van stof afkomstig uit woestijnen zoals de Sahara en Gobi spelen een tot nu toe onbekende rol in luchtvervuiling, zo blijkt uit een nieuwe studie.

De internationale studie, gepubliceerd in de National Science Review, onthult dat, in tegenstelling tot lang gevestigde wetenschappelijke aannames, verouderde woestijnstofdeeltjes, die ooit als te groot en droog werden beschouwd om significante chemische reacties te huisvesten, in feite fungeren als “chemische reactoren in de lucht.” Ze vergemakkelijken de vorming van secundaire organische aerosolen (SOA), een belangrijk onderdeel van luchtgebonden deeltjes.

Geleid door wetenschappers uit China, Japan, het VK en andere landen, toont de studie aan dat tijdens stofevenementen, zoals die uit de Sahara en Gobi, ongeveer 50% van de wateroplosbare secundaire organische aerosolen, die voornamelijk als SOA worden beschouwd, wordt aangetroffen in grove (supermicron) stofdeeltjes. Deze bevindingen dagen de conventionele wijsheid uit, aangezien wetenschappers tot nu toe geloofden dat dergelijke SOA voornamelijk in fijne (submicron) deeltjes of wolkdruppels werd gevormd.

Co-auteur professor Zongbo Shi van de Universiteit van Birmingham zei: “Deze ontdekking markeert een belangrijke vooruitgang in ons begrip van de chemie van secundaire organische aerosolen. We hebben ontdekt dat verouderd stof dat water bevat, kan fungeren als een spons en reactor — het absorbeert gasvormige verontreinigende stoffen en transformeert deze in deeltjes die invloed hebben op onze gezondheid en het klimaat.”

Professor Weijun Li van de Zhejiang Universiteit en de eerste co-auteur van de studie voegde eraan toe: “Zandstormen zijn niet alleen een milieuprobleem op zich — ze zijn chemische triggers in het klimaatsysteem.”

Onverwacht mechanisme

Het team ontdekte dat de vorming van secundaire organische aerosolen (SOA) plaatsvindt in waterhoudende coatings van verouderd stof, specifiek die welke hebben gereageerd met atmosferisch salpeterzuur om calcium nitraat te vormen. Deze verbinding absorbeert water, zelfs in droge omstandigheden (relatieve luchtvochtigheid zo laag als 8%), waardoor een micro-omgeving ontstaat waarin gasvormige verontreinigende stoffen zoals glyoxal kunnen oplossen, reageren en aqueous-fase secundaire organische aerosolen (aqSOA) kunnen vormen.

Om hun bevindingen te valideren, combineerde het team geavanceerde microscopische analyses met wereldwijde computermodellering. Ze toonden aan dat deze door stof aangedreven reacties verantwoordelijk konden zijn voor tot twee derde van de totale secundaire organische aerosolen in enkele van de stofrijkste regio’s ter wereld, van Noord-Afrika tot Oost-Azië — een orde van grootte meer dan eerdere schattingen.

Luchtvervuiling door fijne deeltjes is jaarlijks gekoppeld aan miljoenen voortijdige sterfgevallen en draagt bij aan klimaatverandering. Begrijpen hoe en waar deze deeltjes worden gevormd, helpt bij het verbeteren van voorspellingen, het begeleiden van vervuilingscontrole en uiteindelijk het beschermen van de menselijke gezondheid.

Dr. Akinori Ito van de Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) zei: “Het ontrafelen van de ‘zwarte doos’ van oppervlakte-reacties op natte stofdeeltjes is cruciaal om de huidige grenzen van kennis uit te breiden voor een nauwkeurige beoordeling van de impact van aerosolen op het klimaat en het milieu.”