À mesure que la qualité de l'air s'améliore, la chimie invisible qui se passe dans l'air autour de nous est en train de changer. Le ciel devrait s'éclaircir à mesure que les émissions baissent, mais des résultats récents suggèrent que la diminution des oxydes d'azote peut créer un environnement dans lequel les composés contenant du carbone en suspension dans l'air se transforment plus facilement en petites particules nocives pour la santé humaine.

Les régulateurs peuvent désormais mieux respirer. Une étude dirigée par l'Université de Washington, publié en mars dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , fournit une image plus complète de la relation entre les oxydes d'azote - les particules générées par le tuyau d'échappement au centre du scandale Volkswagen, également connu sous le nom de NOx, -et PM2,5, les particules microscopiques qui peuvent se loger dans les poumons.

Les résultats montrent que la baisse des NOx due à des normes plus strictes conduit finalement à un air plus pur – cela pourrait prendre plus de temps.

Une découverte clé est de savoir comment la concentration de NOx affecte la formation de PM2,5, trouvé dans le smog, en modifiant la chimie des vapeurs d'hydrocarbures qui se transforment en particules de moins de 2,5 microns de diamètre, ou environ 3 pour cent de la largeur d'un cheveu humain.

"Nous avons constaté qu'il existe deux régimes différents de formation de PM2,5, " a déclaré le premier auteur Joel Thornton, un professeur UW de sciences atmosphériques. "L'un où l'ajout de NOx améliore les PM2,5, et un où l'ajout de NOx supprime les PM2,5."

Les résultats pourraient aider à expliquer pourquoi la qualité de l'air semble avoir stagné ces dernières années dans certaines parties de l'Amérique du Nord, alors même que les émissions de tous types ont diminué. Les régulateurs sont inquiets car la pollution de l'air est un risque majeur pour la santé humaine, surtout chez les enfants, les personnes âgées et les personnes souffrant de problèmes respiratoires ou cardiaques.

Les responsables savaient s'attendre à de lents progrès sur la réduction de l'ozone, un autre composant du smog, en raison du rôle quelque peu similaire que joue le NOx dans la formation d'ozone. Mais la préoccupation récente était que les concentrations de PM2,5 pourraient être différentes, et continuerait d'augmenter avec la diminution des émissions de NOx.

"Nous disons essentiellement:" Attendez, ne t'inquiète pas. Les choses peuvent avoir l'air d'empirer, à certains endroits, mais dans l'ensemble ils devraient aller mieux, '", a déclaré Thornton.

La découverte de cette relation complexe pourrait également aider les scientifiques de l'atmosphère à prédire comment l'air changera à mesure que les émissions diminueront davantage.

Les vapeurs d'hydrocarbures (composés à base de carbone provenant de sources naturelles ou de combustibles fossiles) ne se transforment pas facilement en PM2,5. Ce n'est que par un ensemble de réactions chimiques dans l'air qui impliquent des radicaux libres, qui sont produits par la lumière du soleil et modulés par les NOx, sont des vapeurs d'hydrocarbures transformées en particules.

La recherche combine les observations d'une campagne de terrain de 2013 qui a mesuré les panaches d'émissions dans l'air au-dessus des villes du sud-est des États-Unis ainsi que des expériences menées au Pacific Northwest National Laboratory.

La facilité avec laquelle les hydrocarbures se transforment en PM2,5 évolue avec la disponibilité des différents ingrédients, et les vitesses de réaction changent également. Les deux doivent être pris en compte pour comprendre l'effet sur les PM2,5 régionales, la nouvelle étude montre. Même si le processus de formation de PM2,5 à partir d'hydrocarbures devient plus facile à mesure que les NOx diminuent, les réactions chimiques ralentissent. Ensemble, les deux effets signifient que, finalement, des baisses d'oxydes d'azote entraîneront des baisses de PM2,5.

"Vous pourriez être dans un régime où ça empire, mais si tu le dépasses, Ça s'ameliore, " a déclaré Thornton. " Dans la plupart des zones urbaines des États-Unis, les niveaux de NOx sont suffisamment bas pour que nous ayons déjà dépassé ce point."

Des recherches antérieures du groupe de Thornton ont montré pourquoi la pollution atmosphérique hivernale est plus résistante aux réglementations sur les émissions que le smog estival :parce que différentes températures fournissent des conditions saisonnières qui envoient la chimie sur des chemins distincts.