Результаты были опубликованы в журнале «Атмосферная химия и физика» (ACP), журнале с открытым доступом Европейского союза наук о Земле (EGU).
Частицы аэрозоля в атмосфере влияют на глобальный климат, здоровье человека и экосистемы. Химический состав атмосферных частиц в данном месте зависит не только от местной окружающей среды и источников, но также зависит от истории попадания частиц в место отбора проб.
Во время транспортировки так называемые процессы старения не только изменяют химический состав частиц, но и влияют на их физические свойства (e.грамм. распределение по размерам, летучесть, гигроскопичность, активность ядер облачной конденсации (CCN) и оптические свойства). Таким образом, нагрузка в данном месте представляет собой сложную смесь различных источников в сочетании со сложным процессом преобразования. Углеродистые аэрозольные частицы преобладают в общей массе частиц, состоящих из большого количества химических веществ и могут быть разделены на органический аэрозоль (OA) и черный углерод (BC).
Черный углерод связан с первичными выбросами в процессе сжигания из антропогенных источников (автомобили, отопление и промышленность) или биогенных источников (e.грамм. лесные пожары). Не только местные источники влияют на химический состав аэрозольных частиц.
Перенос на большие расстояния также влияет на химический состав аэрозольных частиц через происхождение воздушных масс.
В сентябре / октябре 2010 г. в Тюрингии были проведены обширные измерения в рамках эксперимента «Hill Cap Cloud Thuringia 2010» (HCCT-2010). В опубликованном анализе был изучен химический состав аэрозольных частиц и различные источники углеродсодержащих частиц, которые достигли места измерения возле деревни Голдлаутер в Тюрингенском лесу, Германия.
На тот момент около 50 исследователей облаков из Германии, Франции, Англии и США участвовали в измерениях в центре Германии. Оценка и химический анализ обширных проб заняли очень много времени и заняли несколько лет. «Примененный анализ данных позволил отличить локальные выбросы сажи, в которых преобладает сжигание ископаемого топлива, от сажи, переносимой на большие расстояния», – поясняет д-р Лоран Пулен из TROPOS. «Но нам помог и физический эффект: за их короткую жизнь частицы, содержащие сажу, растут. Чем больше эта частица, тем она старше и тем дольше, должно быть, путешествовала в атмосфере."Образцы ударных элементов были разделены на две категории: углерод в частицах размером менее 400 нанометров является относительно молодым и поступает из местных источников.
Углерод в частицах размером более 400 нанометров относительно старый и поступает из отдаленных источников. Это позволило оценить местные выбросы сажи в 48 процентов, а сажи из удаленных источников – в 52 процента.
В другом исследовании, проведенном зимой 2016/17 года, исследователи TROPOS уже смогли оценить долю трансграничных твердых частиц: твердые частицы класса размера PM10 от дальних перевозок из Восточной Европы составляли от 44 до 62 процентов от общего количества твердых частиц PM10. в сельской местности в Восточной Германии, согласно исследованию различных государственных природоохранных ведомств. Основными источниками были выбросы от сжигания, вероятно, от систем отопления, работающих на дровах и угле.
После публикации исследования становится ясно, что даже для сажи, которая составляет лишь часть мелких твердых частиц PM10, взаимосвязь между окружающими и удаленными источниками аналогична: примерно половина сажи поступает из местной окружающей среды, а другая половина из дальнего транспорта по континенту.
Новые результаты подчеркивают необходимость установления общеевропейских ограничений на содержание сажи. Весной 2021 года парламент ЕС призвал Комиссию ЕС ввести общеевропейские стандарты для ультрамелкодисперсных твердых частиц, сажи, ртути и аммиака, поскольку, хотя эти вещества оказывают негативное влияние на здоровье человека, они еще не регулируются качеством воздуха ЕС. стандарты.
Директива ЕС по качеству воздуха должна быть обновлена к 2022 году. Общественные консультации запланированы на осень 2021 г.
Однако сажа оказывает негативное влияние не только на здоровье человека.
Становится все более очевидным, что сажа также способствует глобальному потеплению, заставляя темные частицы поглощать свет или способствовать образованию облаков. Согласно последнему отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), все еще существуют большие пробелы в наших знаниях о количестве и распределении сажи в атмосфере, которые новый отчет направлен на сокращение.
МГЭИК примет и опубликует свой новый отчет об оценке («AR6 Изменение климата 2021: основы физических наук») в начале августа 2021 года. Тило Арнхольд