Les sources du smog à Beijing ont été identifiées
Villigen, 08.08.2024 - Une étude internationale dirigée par des scientifiques de l'Institut Paul Scherrer PSI a utilisé une nouvelle méthode pour identifier les différentes sources de poussières fines responsables du smog à Pékin.
D'après les estimations de différentes études, la pollution atmosphérique est responsable chaque année de plusieurs millions de décès dans le monde. Si l'on veut prendre des mesures pour la protection de l'air, il est important de savoir d'où proviennent ces polluants. Cependant, la localisation des sources exactes de ces polluants reste un défi. Cet obstacle vient d'être levé par une équipe de recherche internationale sous la direction de par Kaspar Dällenbach, Scientifique de l'environnement, en collaboration avec l'Université de technologie chimique de Beijing et l'Université d'Helsinki. Les scientifiques ont utilisé une nouvelle méthode pour étudier le smog au-dessus de Pékin. Ils ont constaté que les polluants qui forment le smog au-dessus de la métropole provenaient de sources et de régions différentes en été et en hiver. Pour ce faire, ils ont utilisé un nouveau spectromètre de masse pour aérosols qui se prête à une utilisation mobile. «Cette nouvelle approche nous permet d'analyser le smog au niveau moléculaire et de comprendre ainsi ses sources et sa formation avec un niveau de détail inégalé», explique Kaspar Dällenbach. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue spécialisée Nature Geoscience.
Dangereux pour la santé humaine
La santé humaine est en danger partout où une concentration élevée en polluants touche une population importante, comme c'est le cas dans la méga-agglomération de l'est de la Chine, qui s'étend sur un rayon d'environ 600 kilomètres autour de Beijing. En raison du grand nombre de personnes touchées, Kaspar Dällenbach estime qu'il est particulièrement important d'étudier de plus près le fameux smog de la capitale chinoise ce qui lui permet d'élargir la base de données pour développer des mesures visant à améliorer la qualité de l'air. Car même si la région a réduit les émissions de polluants, comme par exemple le dioxyde de soufre provenant de la combustion du charbon, une large part de la population du pays reste exposée à une mauvaise qualité de l'air. Il est toutefois extrêmement difficile de déterminer l'origine des polluants, car leur composition évolue constamment au cours de leur long parcours dans l'atmosphère par le biais de réactions chimiques. Le signal qui parvient à une station de mesure est flou et les molécules d'origine, et donc les sources de pollution, sont désormais difficiles à déterminer.
D'où viennent les polluants?
Pour déterminer d'où proviennent les polluants, les chercheurs ont collecté des données de l'air ambiant sur le toit de l'Université de technologie chimique de Beijing et ont comparé leurs sources en hiver et en été dans le cadre d'un projet financé par le Fonds national suisse. Ce faisant, ils ont utilisé un spectromètre innovant, capable d'analyser la composition moléculaire des poussières fines dans l'air extérieur en temps réel. Grâce à ces informations moléculaires, il est possible d'identifier les sources de pollution. Les scientifiques font la distinction entre les poussières fines primaires, c'est-à-dire les particules solides et liquides en suspension qui ont été émises, et les aérosols secondaires, c'est-à-dire les particules en suspension qui ont été générées au sein même de l'atmosphère. Les aérosols secondaires jouent un rôle particulièrement important à Beijing.
Différences entre l'été et l'hiver
Kaspar Dällenbach et ses collaborateurs ont découvert que les sources de particules fines pouvaient être situées bien au-delà de la capitale et que les émissions de poussières fines étaient causées en été et en hiver par des sources chimiquement et géographiquement différentes. En hiver, les poussières fines organiques secondaires proviennent de la combustion de bois et de charbon, et sont principalement issus de la grande région Beijing-Tianjin-Hebei. En revanche, en été, lorsque les flux d'air viennent du sud, les émissions urbaines prédominent: issues par exemple du trafic et de l'industrie, elles sont probablement originaires de la ceinture Xi'an-Shanghai-Beijing.
«Nos travaux démontrent que, bien que nous nous concentrions sur la pollution à l'intérieur de Beijing, le smog est un phénomène régional, à large échelle, où des poussières fines issus de différentes sources sont transportées sur des centaines de kilomètres», relève Kaspar Dällenbach. Le chercheur estime que si l'on veut réduire la pollution de l'air, cela nécessitera des mesures à grande échelle et coordonnées dans toute la méga-agglomération autour de Beijing. Grâce aux méthodes qu'ils ont développées, Kaspar Dällenbach et son groupe de recherche travaillent également à mieux comprendre le smog en Europe, mais aussi dans certaines agglomérations du Sud global qui restent encore sous-représentées.
Texte: Werner Siefer
À propos du PSI
L'Institut Paul Scherrer PSI développe, construit et exploite des grandes installations de recherche complexes et les met à la disposition de la communauté scientifique nationale et internationale. Les domaines de recherche de l'institut sont centrés sur des technologies d'avenir, énergie et climat, innovation santé ainsi que fondements de la nature. La formation des générations futures est un souci central du PSI. Pour cette raison, environ un quart de nos collaborateurs sont des postdocs, des doctorants ou des apprentis. Au total, le PSI emploie 2300 personnes, étant ainsi le plus grand institut de recherche de Suisse. Le budget annuel est d'environ CHF 460 millions. Le PSI fait partie du domaine des EPF, les autres membres étant l'ETH Zurich, l'EPF Lausanne, l'Eawag (Institut de Recherche de l'Eau), l'Empa (Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche) et le WSL (Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage).
Publication originale
Substantial contribution of transported emissions to organic aerosol in Beijing
Kaspar R. Daellenbach et al.
Nature Geoscience, 08.08.2024
DOI: 10.1038/s41561-024-01493-3
Adresse pour l'envoi de questions
Dr Kaspar Rudolf Dällenbach
Laboratoire de chimie de l’atmosphère
PSI Center for Energy and Environmental Sciences
+41 56 310 49 67
kaspar.daellenbach@psi.ch
[allemand, anglais]
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