Huidige luchtverontreinigingsstudies zijn grotendeels gebaseerd op aerosol-massaspectrometers, waarvan de meeste alleen submicron aerosol (PM ₁ ) soorten - fijnstof met een aerodynamische diameter van minder dan 1 m.

In veel onderzoeken P.M ₁ aerosolsoorten worden daarom gebruikt om die van PM . te valideren _2,5 (fijnstof met een aerodynamische diameter kleiner dan 2,5 m) in chemische transportmodellen, en schat de zuurgraad van de deeltjes (pH) en het watergehalte in de aërosol, die sleutelparameters zijn bij het bestuderen van heterogene reacties.

Echter, zijn er chemische verschillen tussen PM ₁ en PM _2,5 ? Zullen de verschillen onzekerheid brengen in luchtverontreinigingsstudies, vooral in sterk vervuilde omgevingen?

Prof. Sun Yele en zijn team van het Institute of Atmospheric Physics (IAP) van de Chinese Academie van Wetenschappen probeerden deze vragen te beantwoorden door de chemische verschillen tussen PM ₁ en PM _2,5 in een sterk vervuilde omgeving in Noord-China in de winter met behulp van een nieuw ontwikkelde PM _2,5 Time-of-Flight Aërosol Chemische Speciatie Monitor. Hun studie werd gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven .

Ze ontdekten dat de veranderingen in PM ₁ /P.M _2,5 verhoudingen als functie van de relatieve vochtigheid (RH) waren grotendeels verschillend voor primaire en secundaire aerosolsoorten.

"Als organische stoffen de dominante component zijn (> 50%) van fijnstof en RV lager is dan 80%, de chemische soort in PM ₁ zou sterk gecorreleerd zijn met die in PM _2,5 . P.M ₁ kan representatief zijn voor PM _2,5 , " zei ZON, de eerste en corresponderende auteur van deze studie.

"Echter, als sulfaat, nitraat, en secundaire organische aerosolen die worden gevormd uit secundaire vorming zijn dominante componenten, er zouden grote chemische verschillen zijn tussen PM ₁ en PM _2,5 bij RH> 60%. De belangrijkste reden is dat deze secundaire soorten een hogere hygroscopiciteit hebben en meer water kunnen opnemen tijdens perioden met een hogere RV, " hij zei.

Sun evalueerde ook de effecten van chemische verschillen tussen PM ₁ en PM _2,5 over de voorspellingen van pH en aërosolwatergehalte met thermodynamische modellering. Volgens de studie, de chemische verschillen tussen PM ₁ en PM _2,5 hebben een verwaarloosbare invloed op de pH-voorspelling, maar hebben een grote invloed op de voorspelling van het aërosolwatergehalte, tot wel 50-70%.

"Onze bevindingen zijn belangrijk omdat de huidige luchtverontreinigingsstudies in een sterk vervuilde omgeving, vooral tijdens ernstige nevelgebeurtenissen met een hoge RV moet rekening worden gehouden met de chemische verschillen tussen PM ₁ en PM _2,5 , " zei ZON, "Validatie van modelsimulaties in chemische transportmodellen moet ook rekening houden met dergelijke verschillen."