Atmosferische aerosolen en hun invloed op het leefmilieu

1. Atmosferische aerosolen en hun invloed op het leefmilieu BIRA-IASB Troposferische chemie Opendeurdag 2009

2. Aerosolen • Suspensies van minuscule deeltjes in de lucht • Kunnen vast of vloeibaar zijn • Grote verscheidenheid in oorsprong en eigenschappen

3. Aerosolen: afmeting en concentratie • De grootte van de deeltjes varieert van 10 nm tot 0.1 • PM10: diameter kleiner dan10 µm: Deze deeltjes kunnen ingeademd worden en worden als schadelijk beschouwd • Europese norm: • PM10 : 50 µg/m³

4. Verschillende soorten aerosolen:Minerale aerosolen • Stof meegenomen met de wind • Landbouw en verkeer • Vulkanisch stof Stofstorm boven de Sahara

5. Verschillende soorten aerosolen:Roet • Uit verbranding van fossiele brandstoffen (industrie en verkeer) of hout • Bosbranden Roetdeeltjes door elektronenmicroscoop (bron: Müller & Zeitler (2005) Microsc. Microanal.)

6. Verschillende soorten aerosolen: Secundaire aerosolen • Gevormd door condensatie van gassen • Anorganisch (zonder koolstof): sulfaataerosol, nitraat, zwavelzuur • Organisch: Koolwaterstoffen uitgestoten bij menselijke activiteiten of door planten vormen aerosolen door condensatie Sulfaataerosol (anorganisch) waaraan roetaerosoldeeltjes vastkleven (Bron: Peter Buseck , Arizona State University) Organische aerosolen opgevangen in filter (Bron: Adachi & Buseck (2008) Atmos. Chem. Phys. 8)

7. Bijdrage van organisch en anorganisch materiaal aan aerosolen Bron : Zhang et al. (2007) Geoph. Res. Letters

8. Impact op luchtkwaliteit: Smogalarm ! • Fijne stofdeeltjes geproduceerd door het verkeer en verbranding blijven hangen bij de grond: “wintersmog” • Lagere maximumsnelheid tijdens dagen waarop de fijnstoflimiet wordt overschreden: • Volgens de VMM werd de PM10 drempel van 50 µg/m³ al meer dan 35 maal overschreden op 13 locaties in Vlaanderen tijdens dit jaar! ( http://deus.irceline.be/~celinair/day_pm/daypm.php?lan=nl&web=vmm&ex=50 )

9. Fotochemische smog • Een ander type smog wordt gevormd in vervuilde regio’s tijdens zonnige dagen • De combinatie van de vervuilende gassen NO et NO2, vluchtige organische stoffen en zonnestraling veroorzaakt een verhoogde concentratie van ozon (O3) • De producten van deze reacties kunnen condenseren en bijdragen tot secundair organisch aerosol Fotochemische smog in Bejing: links: regenachtige dag rechts: zonnige dag met smog

10. Gezondheidseffecten van fijn stof • Studies hebben aangetoond dat de fijnstofdeeltjes een impact hebben op long- en vaatziekten en een rol spelen bij kanker • Vooral de deeltjes kleiner dan1µm kunnen makkelijk doordringen tot de longblaasjes

11. Invloed van aerosolen op het klimaat: Directe invloed • Aerosolen reflecteren licht: minder opwarming van de Aarde • Maar: sommige soorten aerosol (zoals roet, zwarte koolstof) absorberen licht!

12. Invloed van aerosolen op het klimaat: Indirecte invloed • Aerosolen dienen als kiemen voor de condensatie van waterdamp bij de vorming van wolken Meer aerosol zorgt voor meer wolken, meer lichtreflectie, wat een afkoelend effect heeft

13. Invloed van aerosolen op het klimaat: De globale opwarming wordt veroorzaakt door CO2 en enkele andere broeikasgassen Het netto-effect van aerosolen is afkoelend Maar hun precieze impact op het klimaat is nog slecht gekend! Meer onderzoek is daarom zeker nog nodig! Source: rapport IPCC 2007

14. Uitstoot van vluchtige organische stoffen

15. Aerosolen gevormd door vluchtige organische stoffen (secundair organisch aerosol) • Grote hoeveelheden uitgestoten door vegetatie en menselijke activiteiten • Elk jaar: tussen 40 en 200 miljoen ton organisch aerosol • De terpenen: organische stoffen met 5, 10 ou 15 koolstofatomen uitgestoten door bomen • Voorbeeld: alfa-pineen • Uitgestoten door bepaalde bomen zoals de eik, de den, etc., vooral tijdens warm en zonnig weer.

16. Semi-vluchtige stoffen etc. O3, OH, NO3 Secundair organisch aerosol etc. Vluchtige (volatiele) stoffen Kp,i condensatiecoëf- ficiënt)

17. Experimenten op de vorming van aerosol tijdens alfa-pineenoxidatie • Alfa-pineen en ozon worden samen in een smogkamer gebracht • Reacties beginnen en sommige gevormde producten kunnen condenseren en bijdragen tot aerosol Binnenzicht van een smogkamer van het PSI te Villingen, Zwitserland Smogkamer EUPHORE in Valencia

18. In het BIRA-IASB: Modellisering van de vorming van aerosol uit alfa-pineen • We modelliseren de chemische reacties van alfa-pineen en lossen ze op met een computerprogramma • We vergelijken de resultaten van ons model met die van smogkamerexperimenten • Doel: de vormingsprocessen van aerosolen beter begrijpen, en hun impact op de atmosfeer

19. BIRA-IASB: Globale modellisering van organische aerosolen • We vinden dat biogene stoffen zoals alfa-pineen en isopreen globaal een grote bijdrage leveren aan de totale hoeveelheid organisch aerosol We berekenen de aerosolconcentratie met behulp van een globaal model Jaarlijks gemiddelde aerosolconcentraties, berekend met het globale model IMAGES

20. Danku voor uw interesse !