Usædvanligt mange partikler bliver dannet af gasser over storbyer

Luftmålinger over Paris afslører, at udledningen af gasser skaber overraskende mange partikler, viser stort EU-projekt med DMI i spidsen.

Af Robin Engelhardt,  mandag 27. jul 2009 kl. 07:21

Flyveruten med det franske ATR-42 over Paris' nordlige sektor i en højde mellem 500-800 meter.

Europas største eksperimentelle undersøgelse af luftforureningen i og omkring storbyer er gået i luften denne sommer.

I zig-zag rute over Paris indsamlede forskerne fra EU-projektet MEGAPOLI prøver fra den usynlige røgstrøm, der hver dag udledes fra biler, industri og andre forureningskilder for at opspore de mange ukendte partikler.

Da flyvemaskinen i første halvdel af denne juli fløj på kryds og tværs med vindretningen fra centrum mod nord, kunne den måle de farlige gasser og partikler med specialudviklede massespektrometre.

»Vi så, at der foregår en ekstrem stor partikeldannelse i atmosfæren.« siger en overrasket leder af målingerne over Paris Matthias Beekmann til Ingeniøren.

»De fleste af partiklerne er meget små, men jo mindre partiklerne er, jo større betydning har de for menneskets sundhed.«

Ukendte mekanismer
MEGAPOLI-projektets hovedopgave er at undersøge, hvilket rolle store byer spiller som forureningskilder for det lokale og regionale miljø. Der er nemlig stadig en meget ringe forståelse af sammenhængen mellem luftkvaliteten i storbyer, og dens indflydelse på det regionale og globale klima.

»Man ved for eksempel, at sodpartikler, ud over at være sundhedsfarlige, også kan pode skyer og forårsage ændringer i refleksionen fra solen,« siger Alexander Baklanov fra Danmarks Meteorologiske Institut, som er den overordnede projektkoordinator for EU-projektet MEGAPOLI under det syvende rammeprogram.

»Men man ved ikke, hvilke præcise mekanismer, der er på spil for en masse andre kemiske forbindelser, og dermed heller ikke, hvordan man bedre kan modellere luftforureningen og dens påvirkning af klimaet.«

»Mekanismerne bag ozon-forurening kender man relativt godt. Den foregår ved at forskellige primære forureningsstoffer som nitrogenoxider og flygtige organiske kulstofforbindelser laver en kemisk reaktion i atmosfæren og derved danner ozon. Men mekanismen bag mange andre sekundære forureningsstoffer, især blandt de organiske forbindelser og partikler, er endnu ukendte.«

Klimaforskerne skelner gerne mellem primære og sekundære effekter. En direkte effekt er f.eks. sodpartikler, der absorberer sollyset og gør luften varmere, eller svovlpartikler, der reflekterer solstrålerne og gør luften koldere. Kendetegnende for dem er, at de bliver ledt direkte ud i atmosfæren.

De indirekte påvirkninger sker, når nye partikler og nye organiske forbindelser dannes fra udledte gasser i selve atmosfæren via mikrofysiske eller kemiske reaktioner. De fleste modeller kan endnu ikke forudsige korrekt, hvordan disse sekundære aerosoler opstår og opfører sig. Projektet har som formål at finde ud af det, og også i hvor lang tid sådanne forbindelser lever i atmosfæren.

Store forventninger
Selvom luftforureningen ikke var så slem i juli på grund af ren luft fra Atlanten og en moderat til stærk vind, kunne apparater stadig spore de små røgskyer, der drev nordpå.

»Vi kan måle aerosoler ned til 3-5 nanometer,« siger Beekmann.

»Det betyder, at langt de fleste partikler vil kunne opfanges. Under denne størrelsesorden er partiklerne ikke særlige stabile længere. Den øvre grænse er cirka 20 mikrometer, og større partikler er typisk skypartikler og opløst i vanddråber.«

»Aerosoler ændrer de optiske egenskaber af skyer, deres levetid og nedbøren. De har sandsynligvis også en effekt på det regional og globale klima, men det er indtil videre svært at sige hvilken effekt. Det er noget som vi skal undersøge, men det er jo interessant at se, at nukleationer, dvs. partikeldannelser, sker i så store mængder.«

Forskerne vil undersøge hypotesen om, hvorvidt de såkaldte Voilatile Organic Compounds (VOC), der typisk udledes fra flydende kemikalier, maling, diesel og pesticider, kan danne organiske partikler i atmosfæren via nukleation og påvirke vejrmønstrene. Det er endnu ikke helt klart, om det sker, og hvis det sker, hvordan.

»Det vigtigste formål med vores projekt er at kende kilderne til VOC's,« siger Beekmann.

»Vi ved endnu ikke særlig meget om, hvordan disse VOC's dannes, og hvor de kommer fra.«

»Data fra undersøgelsen vil gøre det muligt at lave en detaljeret vurdering af, hvordan storbyudledninger påvirker luftkvaliteten, atmosfæresammensætningen og dens indflydelse på det regionale og globale klima,« siger Alexander Baklanov fra DMI.

EU-projektet har også mobile laboratorier, som kører i og omkring Paris, samt stationære laboratorier, laser og radarudstyr til at måle luftforureningen og atmosfærens dynamik.