Roetdeeltjes uit olie- en houtverwarmingssystemen, evenals het wegverkeer, kan de lucht in Europa op veel grotere schaal vervuilen dan eerder werd aangenomen. Dat concluderen onderzoekers van het Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS) uit een meetcampagne in het Thüringer Woud in Duitsland.

Uit de evaluatie van de bronnen bleek dat ongeveer de helft van de roetdeeltjes uit de omgeving kwam en de andere helft van grote afstanden. Vanuit het oogpunt van de onderzoekers, dit onderstreept de noodzaak om de uitstoot van roet dat schadelijk is voor de gezondheid en het klimaat verder te verminderen, aangezien de koolstofhoudende deeltjes nog steeds bijdragen aan gezondheidsrisico's en klimaatopwarming, zelfs over afstanden van enkele honderden kilometers.

De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Atmosferische scheikunde en natuurkunde ( ACP ), een open access tijdschrift van de European Geosciences Union (EGU).

Aerosoldeeltjes in de atmosfeer beïnvloeden het wereldwijde klimaat, menselijke gezondheid en ecosystemen. De chemische samenstelling van atmosferische deeltjes op een bepaalde locatie hangt niet alleen af ​​van de lokale omgeving en bronnen, maar wordt ook beïnvloed door de geschiedenis van de deeltjes die de bemonsteringslocatie bereiken. Tijdens het vervoer, zogenaamde verouderingsprocessen veranderen niet alleen de chemische samenstelling van de deeltjes, maar beïnvloeden ook hun fysieke eigenschappen (bijv. grootteverdeling, wisselvalligheid, hygroscopiciteit, wolkencondensatiekernen (CCN) activiteit en optische eigenschappen).

De belasting op een bepaalde locatie is dus een complexe mengelmoes van verschillende bronnen in combinatie met een complex transformatieproces. Koolstofhoudende aërosoldeeltjes overheersen in de totale massa van deeltjes, bestaande uit een groot aantal chemische soorten en kan worden onderverdeeld in organische aerosol (OA) en zwarte koolstof (BC). Zwarte koolstof wordt geassocieerd met primaire emissies van verbrandingsprocessen van antropogene bronnen (auto, verwarming en industrie) of biogene bronnen (bijvoorbeeld bosbranden). Niet alleen lokale bronnen beïnvloeden de chemische samenstelling van aerosoldeeltjes. Transport over lange afstanden beïnvloedt ook de chemische samenstelling van aerosoldeeltjes door de oorsprong van de luchtmassa's.

In september/oktober 2010 uitgebreide metingen vonden plaats in Thüringen als onderdeel van het experiment "Hill Cap Cloud Thüringen 2010" (HCCT-2010). De nu gepubliceerde analyse onderzocht de chemische samenstelling van aerosoldeeltjes en de verschillende bronnen van koolstofhoudende deeltjes die de meetplaats bereikten bij het dorp Goldlauter in het Thüringer Woud, Duitsland. In die tijd, in totaal ongeveer 50 cloudonderzoekers uit Duitsland, Frankrijk, Engeland en de VS hadden deelgenomen aan de metingen in het midden van Duitsland. De evaluatie en chemische analyse van de uitgebreide monsters was zeer tijdrovend en nam meerdere jaren in beslag.

"De toegepaste data-analyse maakte het mogelijk om de lokale roetuitstoot, die gedomineerd wordt door de verbranding van fossiele brandstoffen, te onderscheiden van roet dat over grote afstanden wordt vervoerd, " legt Dr. Laurent Poulain van TROPOS uit. "Maar een fysiek effect hielp ons ook:in de loop van hun korte leven, roethoudende deeltjes groeien. Hoe groter dit deeltje is, hoe ouder het is en hoe langer het in de atmosfeer moet hebben gereisd." De botslichaammonsters werden daarom in twee categorieën verdeeld:Koolstof in deeltjes kleiner dan 400 nanometer is relatief jong en komt van lokale bronnen. Koolstof in deeltjes groter dan 400 nanometer is relatief oud en komt uit verre bronnen, waardoor de lokale roetuitstoot werd geschat op 48 procent en roet uit verre bronnen op 52 procent.

In een andere studie uit winter 2016/17, TROPOS researchers were already able to estimate the share of transboundary particulate matter:Particulate matter of the PM10 size class from long-distance transport from Eastern Europe contributed 44 to 62 per cent of the total PM10 particulate matter at rural locations in Eastern Germany, according to a study for various state environmental offices. The main sources were combustion emissions, probably from wood and coal-fired heating systems. With the study now published, it is clear that even for soot, which accounts for only a portion of PM10 fine particulate matter, the relationship between ambient and remote sources is similar:about half of the soot comes from the local environment and the other half from long-distance transport across the continent.

The new findings underline the need to set Europe-wide limits for soot. In spring 2021, the EU Parliament called on the EU Commission to introduce EU-wide standards for ultrafine particulate matter, roet, mercury and ammonia, because although these substances have a negative impact on human health, they are not yet regulated by EU air quality standards. The EU Air Quality Directive is to be updated by 2022. A public consultation is planned for autumn 2021.

Echter, soot does not only have a negative impact on human health. It is becoming increasingly clear that soot also contributes to global warming by causing the dark particles to absorb light or contribute to cloud formation. According to the latest report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), there are still large gaps in our knowledge about the quantities and distribution of soot in the atmosphere, which the new report aims to reduce. The IPCC will adopt and publish its new assessment report ("AR6 Climate Change 2021:The Physical Science Basis") in early August 2021. Tilo Arnhold