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Aérosol organique secondaire (AOS)

1990
Chimistes atmosphériques analysant les aérosols organiques secondaires en laboratoire.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Les aérosols organiques secondaires (AOS) sont de fines particules en suspension dans l'air formées par l'oxydation atmosphérique des COV. Les COV gazeux réagissent avec des oxydants tels que le [latex]O_3[/latex], le [latex]\bullet OH[/latex] ou le [latex]NO_3\bullet[/latex] pour produire des produits peu volatils. Ces produits peuvent ensuite subir une conversion gaz-particules, soit en formant de nouvelles particules (nucléation), soit en se condensant sur des aérosols préexistants. Les AOS sont une composante majeure des PM2,5, et ont un impact sur le climat et la santé humaine.

La formation d'AOS est un processus atmosphérique essentiel mais très complexe. Elle commence par l'oxydation en phase gazeuse d'un COV parent, qui peut être soit biogénique (par exemple, l'alpha-pinène), soit anthropogénique (par exemple, le toluène). Cette première étape d'oxydation ajoute des groupes fonctionnels, tels que l'hydroxyle (-OH), le carbonyle (=O) et le carboxyle (-COOH), à l'épine dorsale du carbone. Ces ajouts diminuent la volatilité de la molécule (sa tendance à rester en phase gazeuse).

Après une ou plusieurs étapes d'oxydation, les produits obtenus peuvent présenter une teneur en CO₂ suffisamment faible. pression de vapeur pour se répartir dans la phase particulaire. Ce partage est régi par la théorie du partage absorbant, où le gaz semi-volatil se dissout dans une phase organique existante de l'aérosol. Par ailleurs, si les concentrations de produits très peu volatils sont suffisamment élevées, ils peuvent se nucléer pour former des particules entièrement nouvelles. La chimie peut se poursuivre à l'intérieur de la particule d'aérosol elle-même (chimie en phase aqueuse ou multiphase), entraînant la formation de molécules encore plus grandes et plus complexes et augmentant encore la masse de la particule. Comme les AOS peuvent diffuser et absorber le rayonnement solaire et agir comme des noyaux de condensation des nuages, ils jouent un rôle important, mais incertain, dans le système climatique de la Terre.

UNESCO Nomenclature: 2501
- Sciences de l'atmosphère

Taper

Processus environnemental

Perturbation

Incrémentiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • compréhension de la chimie d'oxydation des COV (formation d'ozone)
  • développement d'instruments de mesure des aérosols (par exemple, granulomètre à mobilité par balayage)
  • Découverte des noyaux de condensation par Aitken
  • théorie de la partition gaz-particules (Pankow, 1994)
  • reconnaissance des particules fines comme un problème majeur de santé

Applications

  • modélisation climatique (interaction aérosol-nuage)
  • études de santé publique sur les particules fines
  • gestion et réglementation de la qualité de l'air
  • recherche sur la visibilité et la brume
  • études de répartition des sources pour les événements de pollution

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • systèmes avancés de filtration de l'air qui ciblent les gaz précurseurs du SOA
  • modèles climatiques avec modules microphysiques SOA détaillés pour une précision améliorée
  • bactéries bio-conçues conçues pour consommer les précurseurs courants du SOA intérieur comme le limonène
  • spectromètres de masse SOA en temps réel pour avions et stations terrestres
  • development of ‘low-soa-yield’ industrial solvents and chemicals
  • algorithmes d'IA pour prédire les événements de formation de SOA en fonction des données météorologiques et d'émissions
  • instruments satellitaires capables de distinguer les SOA des autres types d'aérosols
  • surfaces photocatalytiques qui minéralisent les précurseurs de SOA avant qu'ils ne réagissent
  • moniteurs de santé personnels qui quantifient spécifiquement l'exposition au SOA
  • traceurs chimiques pour identifier les sources biogéniques et anthropiques de SOA dans une masse d'air donnée
En rapport avec : AOS, aérosol organique secondaire, particules, pm2,5, chimie atmosphérique, oxydation vocale, nucléation, conversion gaz-particules, climat, aérosol.

Contexte historique

Aérosol organique secondaire (AOS)

1980
1982
1990
1990
1990
1990
2000
1980
1980
1982
1990
1990
1990
1993
2001-09-01

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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