Les aérosols organiques oxydés sont un composant majeur des matières particulaires ambiantes, impactant considérablement le climat, la santé humaine et les écosystèmes. L'aérosol oxydé provenant de la combustion de la biomasse est particulièrement toxique, connu pour contenir une grande quantité de mutagènes qui sont des cancérogènes connus. L'inhalation de particules brûlant de la biomasse peut également provoquer un stress oxydatif et un large éventail de maladies telles que les crises cardiaques, accidents vasculaires cérébraux et asthme. L'aérosol oxydé se forme principalement à partir de l'oxydation atmosphérique de composés volatils et semi-volatils émis par des sources telles que la combustion de la biomasse, résultant en des produits qui forment facilement des particules. Chaque modèle utilisé aujourd'hui suppose que des aérosols oxydés se forment en présence de la lumière du soleil, et qu'il faut des jours de traitement atmosphérique pour atteindre les niveaux observés dans l'environnement. Naturellement, cela implique que des aérosols oxydés se forment pendant la journée et surtout pendant les périodes d'ensoleillement abondant, comme en été.

Cependant, des quantités considérables d'aérosols organiques oxydés se forment pendant l'hiver et dans d'autres périodes de faible activité photochimique dans le monde entier, souvent pendant les périodes de brûlage intense de la biomasse. Les modèles sous-estiment les niveaux d'aérosols oxydés d'un facteur de trois à cinq. Ce mystère non résolu a des implications importantes pour la santé publique et le climat, étant donné que les événements de combustion de la biomasse sont souvent associés à l'exposition de la population à des niveaux très élevés de matières particulaires. Cette question deviendra plus importante à l'avenir, compte tenu de l'augmentation de l'intensité, la durée et la fréquence de la combustion du bois (à la fois domestique et sauvage) dans le monde.

Recherche menée par les équipes du Prof. Athanasios Nenes et Spyros Pandis du Centre d'études sur la qualité de l'air et le changement climatique (C-STACC) de l'Institut des sciences du génie chimique de la Fondation pour la recherche et la technologie Hellas (ICE-HT/FORTH ) semblent avoir découvert la raison de la sous-estimation de la biomasse. Leur étude a été publiée dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences .

L'étude montre que cette source inexpliquée de particules secondaires oxydées provient de l'oxydation nocturne des émissions de combustion de la biomasse. Grâce à une combinaison de mesures en laboratoire et d'observations sur le terrain, les émissions provenant de la combustion de la biomasse sont rapidement oxydées pendant la nuit, et l'aérosol généré est remarquablement similaire à celui observé en milieu urbain hivernal. Ce mécanisme nouvellement découvert a ensuite été introduit dans un modèle de qualité de l'air de pointe pour montrer que l'oxydation nocturne des émissions de combustion de biomasse peut considérablement influencer les niveaux d'aérosols organiques aux États-Unis.

L'étude est largement importante pour un certain nombre de raisons. D'abord, il montre hors de tout doute que la lumière du soleil n'est pas nécessaire pour générer rapidement des quantités importantes d'aérosols oxydés, une découverte qui remodèle la compréhension de la formation de la pollution due à la combustion de la biomasse. Seconde, ce mécanisme peut expliquer les niveaux paradoxalement élevés de pollution organique en milieu urbain lors des épisodes de brume hivernale, comme en Europe et en Chine. Finalement, le travail élève considérablement le rôle de la combustion de la biomasse comme source de pollution de l'air la nuit, en hiver, et pendant les autres périodes de faible activité solaire, lorsque des épisodes de brume intense se produisent souvent dans le monde.