Pic de pollution de l’air par l’ammoniac les matins d’hiver en raison des émissions des véhicules

L’ammoniac réagit facilement avec les gaz acides et peut donc alimenter une pollution atmosphérique toxique. On pense traditionnellement que la principale source d’ammoniac est l’engrais. Cependant, les niveaux élevés d’ammoniac mesurés dans l’air urbain sont déroutants, étant donné que les villes sont pour la plupart éloignées des terres agricoles.

Un pic matinal de concentrations d’ammoniac se produit généralement entre 07h00 et 10h00 (heure locale), appelé pic matinal par les chimistes atmosphériques. Cette augmentation matinale s’explique de plusieurs façons, par exemple, la volatilisation de la rosée après le lever du soleil, les émissions du sol et des plantes dues à une température élevée, ou le mélange descendant d’ammoniac provenant de la couche polluée supérieure.

Tout cela a du sens, mais une question demeure : d’où vient l’ammoniac piégé par la rosée ? “Bien que les gaz d’échappement des automobiles aient été proposés dans certaines publications antérieures, il n’existe aucune méthode solide pour fournir des preuves quantitatives permettant d’identifier l’augmentation matinale de l’ammoniac”, a déclaré le professeur PAN Yuepeng de l’Institut de physique atmosphérique (IAP) de l’Académie chinoise des sciences.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur PAN a utilisé des isotopes d’azote pour suivre directement le pic d’ammoniac à l’échelle horaire et a dévoilé les sources d’ammoniac dans l’air les matins d’hiver.

Leur étude a été publiée dans Sciences et technologie de l’environnement le 20 janvier.

PAN et ses collègues ont développé une nouvelle approche de suivi pour tenir compte du fractionnement isotopique de l’azote, qui ne peut pas être obtenu par d’autres méthodes existantes, lors de la conversion du gaz ammoniac en particules. Cette approche leur a permis de trouver les sources originales d’ammoniac dans l’air et d’attribuer différentes sources d’ammoniac qui peuvent mieux expliquer le pic matinal d’ammoniac observé dans l’atmosphère urbaine.

Après avoir validé leurs mesures sur la méthode d’échantillonnage par chimie humide, PAN et ses collègues l’ont appliquée à un épisode typique de pollution par la brume en hiver à Pékin d’une durée de 7 jours.

“Notre analyse isotopique de l’azote fournit la preuve que les émissions des véhicules à l’heure de pointe du matin sont l’un des principaux moteurs de l’augmentation de l’ammoniac”, a déclaré PAN. « Dans la ville de Pékin, 40 % des concentrations d’ammoniac que nous avons observées le matin proviennent des émissions des véhicules. Nous retrouvons également les valeurs de l’azote isotope de l’ammoniac qui semblent fortement augmenter le matin.

Ces signaux élevés peuvent être de bons traceurs dans les futures stratégies de contrôle des sources d’ammoniac non agricoles, en particulier pour les centrales électriques, les véhicules et la combustion du charbon qui ont tendance à avoir des signatures isotopiques plus élevées par rapport aux émissions agricoles.

L’équipe de PAN a également étudié les émissions d’ammoniac au cours d’autres saisons et analyse actuellement les données. Jusqu’à présent, il semble que la même découverte puisse également être appliquée à d’autres saisons, a déclaré PAN.

Référence: Gu M, Pan Y, Walters WW, et al. Les émissions de véhicules ont amélioré les concentrations d’ammoniac les hivers matinaux : aperçu des signatures isotopiques diurnes de l’azote. Technologie Environ Sci. 2022;56(3):1578-1585. doi : 10.1021/acs.est.1c05884

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