Volgens een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , luchtvervuiling heeft niet alleen invloed op de luchtkwaliteit, maar het verandert ook de paden waarlangs nieuwe deeltjes in de atmosfeer worden gevormd.

De vorming van nieuwe aerosoldeeltjes is een ingewikkeld proces. Onderzoekers zijn pas onlangs begonnen dit proces op moleculair niveau te begrijpen nadat instrumenten beschikbaar kwamen die deeltjes op nanometerschaal konden detecteren.

De menselijke bevolking heeft de samenstelling van atmosferisch gas op verschillende manieren veranderd. Zwaveldioxide uit industriële emissies, stikstofoxiden van het verkeer, en ammoniak uit de landbouw kunnen allemaal de vorming van deeltjes beïnvloeden na chemische reacties in de atmosfeer. Deze gassen kunnen ook interageren met organische dampen, die voornamelijk afkomstig zijn uit bossen en vegetatie. De atmosfeer bevat duizenden verschillende organische verbindingen, maar slechts een klein deel ervan kan deeltjes vormen en groeien.

Eerder werd gedacht dat voor de vorming van nieuwe deeltjes altijd zwavelzuur nodig is, die ontstaat door de oxidatie van zwaveldioxide. Later, het bleek dat bepaalde organische dampen ook deeltjes kunnen vormen. In dit onderzoek, de onderzoekers ontdekten dat in continentale matig vervuilde atmosferen, bijv. in het Finse boreale woud, deeltjes worden het meest efficiënt gevormd wanneer zwavelzuur, ammoniak en organische dampen zijn allemaal tegelijk aanwezig. Stikstofoxiden, anderzijds, verminderde de hoeveelheid nieuw gevormde deeltjes.

De resultaten helpen om te begrijpen hoe de vorming van nieuwe deeltjes en de bijbehorende klimaatimpact zullen veranderen als de luchtverontreinigingsniveaus in de toekomst afnemen als gevolg van strengere emissiecontrole. Aërosoldeeltjes kunnen het klimaat beïnvloeden door zonnestraling te verstrooien en door als zaaddeeltjes voor wolkendruppels te fungeren. De aerosol-wolk-klimaatinteracties worden nog steeds geassocieerd met grote onzekerheden in de huidige klimaatmodellen.

De laboratoriumexperimenten die tot deze resultaten hebben geleid, zijn uitgevoerd in het European Centre for Nuclear Research, CERN, in Genève, die een van de beste laboratoriumfaciliteiten heeft voor gedetailleerde deeltjesvormingsstudies. De studie werd geleid door universitair hoofddocent Katrianne Lehtipalo van de Universiteit van Helsinki.

"We wilden de sfeer van het boreale woud in onze kamer creëren, " zegt ze. Veldmetingen op lange termijn in het Hyytiala SMEAR II-station in Zuid-Finland hielpen de onderzoekers om de juiste omstandigheden voor deeltjesvorming te identificeren.

"De vorming van deeltjes is een delicaat proces, en het kostte ons een tijdje om het juiste gasmengsel te vinden, maar uiteindelijk waren we in staat om atmosferische waarnemingen bijna perfect te repliceren, ' zegt Lehtipalo.

Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking tussen 25 verschillende instituten in 9 verschillende landen.