Alors que la Chine s'efforce de trouver des moyens de remédier à la brume nocive qui plane sur Pékin et d'autres villes en hiver, des chercheurs du Georgia Institute of Technology ont jeté un sérieux doute sur une cause proposée :des niveaux élevés d'ammoniac dans l'air.

La pollution atmosphérique hivernale a attiré l'attention de la communauté scientifique ces dernières années, incitant certains scientifiques à proposer que l'ammoniac, émis dans l'air par les activités agricoles et les automobiles, pourrait être un précurseur qui favorise fortement la formation de la brume.

Des chercheurs de Georgia Tech ont contré cette théorie dans une étude publiée le 21 septembre dans la revue Rapports scientifiques . L'étude a été parrainée par la National Science Foundation.

« Avec la Chine et d'autres pays qui explorent des moyens de réduire la pollution de l'air, il est important de comprendre la chimie derrière la formation de cette brume, " a déclaré Rodney Weber, professeur à la School of Earth &Atmospheric Sciences de Georgia Tech. "Ce que nous avons découvert, c'est que l'ammoniac atmosphérique n'est pas un facteur important de ces conditions atmosphériques, comme cela a été proposé."

Les chercheurs ont utilisé une modélisation informatique avancée pour examiner la chimie de la façon dont le dioxyde de soufre et l'oxyde d'azote - deux gaz pompés dans l'atmosphère par les centrales électriques au charbon et la combustion d'autres combustibles fossiles - interagissent pour former un aérosol de sulfate, une cause majeure de la brume qui peut faire des ravages sur la santé humaine et écosystémique.

"Typiquement, l'aérosol de sulfate est produit par une réaction chimique qui oxyde le dioxyde de soufre pour former des particules de sulfate, " dit Athanasios Nenes, professeur et membre de la faculté Johnson à la School of Earth &Atmospheric Sciences et à la School of Chemical &Biomolecular Engineering. « Dans ce processus, l'eau est absorbée par le sulfate au fur et à mesure de sa production et a tendance à rendre la particule très acide, qui ferme certaines voies pour une formation supplémentaire de sulfate. »

Certains scientifiques ont récemment suggéré que les niveaux élevés d'ammoniac de Pékin - qui est une base, ou du côté opposé de l'échelle d'acidité - pourrait renverser le processus normal de sulfate, garder la particule neutre assez longtemps pour former des concentrations beaucoup plus élevées de sulfate par une nouvelle voie chimique.

Les chercheurs de Georgia Tech ont testé cette théorie avec un modèle informatique qui a effectué une simulation thermodynamique des conditions d'aérosols au-dessus des villes des plaines de l'Est de la Chine. Les chercheurs ont testé de nombreux scénarios atmosphériques en modifiant le mélange d'aérosols, les gaz et les conditions météorologiques de plusieurs manières. Régulièrement, le modèle a montré qu'une concentration élevée d'ammoniac avait relativement peu d'impact sur l'acidité des particules polluantes. Même une augmentation de 10 fois de l'ammoniac au-dessus des conditions normales n'a rendu l'aérosol qu'une infime quantité - une seule unité de pH - moins acide. L'effet était également vrai dans le sens inverse; abaisser l'ammoniac de 10 fois a rendu l'air légèrement plus acide. Les chercheurs ont conclu que les particules restent trop acides, même pour les niveaux très élevés d'ammoniac à Pékin, pour qu'un voile de sulfate se forme par le biais de la nouvelle voie proposée.

« Si l'ammoniac jouait un grand rôle dans la production de sulfate, les efforts pour le contrôler pourraient avoir des implications de grande envergure, comme envisager de limiter les activités agricoles pour améliorer la pollution atmosphérique de ce type, " Weber a dit. "Mais, nous montrons que cela est susceptible d'être largement inefficace, dans ce cas."

Les chercheurs ont découvert que l'air légèrement acide au-dessus de Pékin pouvait favoriser des taux élevés d'oxydation du dioxyde de soufre par interaction avec des métaux de transition tels que le fer, cuivre et manganèse émis dans l'air par des sources locales telles que les freins de voiture, cendres volantes et poussières minérales, ce qui pourrait être un autre contributeur important aux événements de pollution extrêmes et une source de toxicité intense des particules.

D'autres chercheurs de Georgia Tech ont attribué la brume extrême en Chine ces dernières années à l'évolution des conditions météorologiques en raison du changement climatique.

« Le contrôle global des émissions d'ammoniac semble être la stratégie proposée pour atténuer les problèmes de qualité de l'air dans de nombreuses régions du monde, mais notre travail montre que ce n'est pas nécessairement la solution la plus rentable, " a dit Nenes. " Vous ne voulez certainement pas ignorer les émissions d'ammoniac, mais il peut y avoir d'autres moyens d'obtenir le meilleur rapport qualité-prix en termes d'amélioration de la qualité de l'air, comme la limitation des émissions de dioxyde de soufre et d'oxyde d'azote des centrales électriques au charbon.