Cette étude a été dirigée par le professeur Keding Lu et le professeur Yuanhang Zhang de l’Université de Pékin. Ils ont mené une campagne de terrain à Taizhou, dans l’est de la Chine, de mai à juin 2018. Ils ont observé des niveaux élevés de monoterpène, un composé organique volatil (COV) émis autrefois considéré comme biogène, et ont déterminé un taux d’oxydation rapide par le radical OH, le radical O3 et NO3. observé avec des instruments de pointe in-situ. Un tel taux d’oxydation rapide du monoterpène a même dépassé celui de l’isoprène, qui était considéré comme le principal COV émis par les biogènes.
« Au début, nous étions très confus car l’émission biogénique de monoterpène n’était pas capable de maintenir les concentrations observées avec un niveau aussi élevé d’oxydants. Nous avons soigneusement vérifié nos données pour nous assurer qu’il n’y avait pas d’erreurs. Plusieurs chercheurs en modélisation nous ont également aidés à reproduire cette cause. mais tout a échoué », dit Keding.
Étant donné que les émissions biogéniques dans l’est de la Chine ne pouvaient pas expliquer l’observation, ils se sont demandé s’il existait une autre source de monoterpène. Enfin, une sorte de source méconnue de monoterpènes a été découverte. Ils ont remarqué que de forts événements de combustion de la biomasse se produisaient dans cette région et ces activités ont également été capturées en détectant les gaz traceurs. Sur la base de l’analyse de corrélation des monoterpènes nocturnes et du CO (un traceur de la combustion de la biomasse), ils ont révélé que les monoterpènes étaient probablement émis par la combustion de la biomasse. Le rapport d’émission des monoterpènes au CO déduit est également cohérent avec les valeurs rapportées par les études en laboratoire.
Après avoir révélé la source potentielle de monoterpènes, les chercheurs ont utilisé un modèle de boîte basé sur l’observation pour quantifier la contribution de l’oxydation des monoterpènes à la production locale d’ozone. Il a été constaté que l’oxydation des monoterpènes pendant la journée peut fournir un supplément d’ozone d’environ 4 ppb, ce qui représente environ 6 % de la production totale d’ozone pendant la journée. Parmi eux, les monoterpènes anthropiques dominaient absolument la contribution. Pour un épisode actif de combustion de la biomasse de 4 jours, l’augmentation est encore passée à 9 ppb (13 %). « Il s’agit d’une très grande source d’ozone mais pas encore reconnue. Cela devrait attirer l’attention des décideurs », a déclaré Keding.
Bien que les monoterpènes soient également émis de manière intensive dans les régions forestières, les gens ne s’inquiètent pas de leur contribution à la production d’ozone, car les oxydes d’azote, un autre précurseur de la production d’ozone, sont très limités dans de tels environnements. Cependant, dans les régions urbaines à forte émission de NOx, le rôle des monoterpènes anthropiques sur la production d’ozone peut être fortement renforcé. Ils ont également montré que dans d’autres zones urbaines des pays en développement, par exemple à Delhi, en Inde, la contribution des fortes émissions de monoterpènes (pourraient également être causées par les activités humaines) à la production d’ozone peut atteindre jusqu’à 10 %. De plus, des études récentes ont montré que de grandes quantités de monoterpènes provenant de l’évaporation de produits chimiques volatils dans des villes comme New York, et leurs impacts environnementaux méritent une plus grande attention.
Les stratégies actuelles de réduction des émissions de COV anthropiques pour le contrôle de la pollution par l’ozone tiennent à peine compte des émissions anthropiques de monoterpènes. Cette étude montre que le contrôle de la pollution urbaine par l’ozone en Chine et dans d’autres pays en développement peut être plus difficile que prévu si les effets des émissions anthropiques de monoterpènes sur la production d’ozone sont pris en compte. Etant donné que les monoterpènes contribuent également à la formation d’aérosols atmosphériques, la maîtrise des émissions anthropiques de monoterpènes sera une solution gagnant-gagnant pour lutter conjointement contre les pollutions par l’ozone et les particules fines.
La recherche a été publiée dans Examen scientifique national.
Haichao Wang et al, Les monoterpènes anthropiques aggravent la pollution par l’ozone, Examen scientifique national (2022). DOI : 10.1093/nsr/nwac103