Plus les particules sont minuscules, plus la menace est grande : cette proposition pourrait résumer ces études de chercheurs de l'Institute for Atmospheric and Earth System Research (INAR) de l'Université d'Helsinki, qui décryptent pour la première fois comment les particules ultrafines de l'atmosphère agissent sur la santé. Des conclusions publiées dans 2 revues, Faraday Discussion et Nature NPJ Climate and Atmospheric Science.
La pollution atmosphérique tue plus de 10.000 personnes chaque jour. On considère aujourd’hui que la plus grande menace pour la santé humaine est l'accumulation de particules atmosphériques d'un diamètre inférieur à 2,5 μm. Ces particules pourtant invisibles impactent considérablement la qualité de l'air que nous respirons. Concrètement les chercheurs ont pu suivre ici la croissance et la composition chimique des particules fraîchement formées jusqu'à atteindre des tailles où elles s’agrègent pour former des masses plus importantes.
« Pour résoudre le grand défi de la pollution, nous devons commencer « petit » »
Les chercheurs finlandais avec leurs homologues chinois Chine, ont découvert que si nous voulons résoudre l'accumulation des plus grosses particules, nous devons commencer par les plus petites. Jusqu'à des études récentes, peu d'attention avait été accordée aux particules ultrafines, d'un diamètre inférieur à 100 nm, car leur poids et leur surface semblaient négligeables.
On sait aujourd’hui que ces particules ultrafines atteignent les poumons au plus profond et qu’elles peuvent en s’agglomérant atteindre des tailles pertinentes, avec d’autres effets sur la santé.
Lorsqu'il y a suffisamment de vapeurs de composés précurseurs et que les conditions sont favorables, des particules qui se forment dans l'atmosphère par conversion gaz-particule font moins d’1 nm de diamètre dans l'air. Ce phénomène atmosphérique ou formation de nouvelles particules est observé dans de nombreux environnements à travers le monde. Ce phénomène implique « des centaines de milliers de particules par centimètre cube, en particulier dans les mégapoles où la population extrêmement dense vit dans un contexte de pollution accrue », commente le chercheur Lubna Dada de l'INAR.
Tout commence avec des particules de tailles <~ 1 nm
Pour ces 2 études, à l’aide d’instruments de pointe, les chercheurs ont analysé la « brume » qui règne centre de Pékin pour lutter contre la «brume». Les chercheurs ont suivi la croissance et la composition chimique des particules fraîchement formées de tailles <~ 1 nm jusqu'à celles atteignant des tailles où elles contribuent à une accumulation à des tailles pertinentes pour la masse. Ces analyses montrent que dans les mégapoles, Pékin dans ce cas, les plus petites particules sont formées d'acide sulfurique gazeux et d'ammoniac ou d'amines, qui sont omniprésents. Les particules se développent par condensation de matières organiques et de nitrates qui sont également disponibles dans toute la ville.
Lutter contre l’effet « bulle » : pour lutter contre pollution de l'air et réduire la brume, les chercheurs suggèrent de cibler les efforts aussi contre la formation de ces très petites particules et de ces vapeurs « précurseurs ». La stratégie dans les grandes villes consisterait notamment à lutter contre un effet de « bulle », lié à une pollution accrue au niveau du sol et aux immeubles de grande hauteur qui forment comme une bulle qui sépare la ville de la haute atmosphère : plus la pollution est piégée dans cette bulle, plus elle la rend stable, plus elle empêche les polluants de se diluer dans la haute atmosphère et concentre la pollution à l'intérieur de la ville où vivent les gens. C’est un cercle vicieux, plus il y a de polluants émis, plus il y a « piégeage », plus il y a pollution au niveau du sol.
«En bref, ce ne sont pas seulement les particules qui sont directement émises par les activités anthropiques telles que le trafic et l'industrie qui doivent être contrôlées, mais aussi les vapeurs « précurseurs » qui sont capables de former elles-mêmes des particules ou de faire croître celles qui sont déjà présentes. Pour résoudre le grand défi de la pollution, nous devons « commencer petit » ».
Sources:
- Faraday Discussions 2021 DOI : 10.1039/D0FD00078G Is reducing new particle formation a plausible solution to mitigate particulate air pollution in Beijing and other Chinese megacities?
- Nature NPJ climate and atmospheric science 18 January 2021 DOI : 10.1038/s41612-020-00156-5 A 3D study on the amplification of regional haze and particle growth by local emissions
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