Un composé chimique découvert en 2019 dans l’air hivernal de Fairbanks, en Alaska, représente une part importante de la pollution par les particules fines de la communauté, selon de nouvelles recherches qui cherchent à mieux comprendre les causes et la composition de l’air sale.
La découverte est la première mesure de la quantité d’hydroxyméthanesulfonate, ou HMS, dans l’air de Fairbanks.
Le composé constituait 3 à 7 % de la quantité totale de particules de moins de 2,5 micromètres, ou PM2,5, lors des épisodes de pollution. Cette quantité est nettement plus élevée que celle observée ailleurs, ce qui a conduit l’équipe de recherche à conclure que les températures extrêmement basses de Fairbanks sont un facteur dans la formation du composé.
« Les gens de la communauté ne sont vraiment pas conscients de cela », a déclaré Jingqiu Mao, chercheur principal de la recherche. « Nous pensons qu’il est important d’informer la communauté de ce nouveau composé chimique à Fairbanks. »
« On sait très peu de choses sur l’impact sur la santé de l’hydroxyméthanesulfonate », a-t-il déclaré. « Ce composé est nouveau pour nous dans les communautés de la chimie atmosphérique et de la qualité de l’air. Nous ne savions pas que ce composé pouvait être si abondant. »
La recherche a été publiée en mai dans Sciences et technologie de l’environnement et écrit par James Campbell, un étudiant diplômé de Mao. Le travail comprenait des scientifiques de l’Institut géophysique Fairbanks de l’Université d’Alaska, de l’Institut de technologie de Géorgie, de l’Université Johns Hopkins et du Goddard Space Flight Center de la NASA.
Le document de recherche est le premier produit dans le cadre d’une subvention de trois ans de la National Science Foundation.
Fairbanks a été mandaté par l’Environmental Protection Agency des États-Unis pour améliorer la qualité de l’air en hiver et travaille depuis des années à le faire. La communauté et l’État s’exposent à des sanctions en cas de non-conformité.
La nouvelle découverte du HMS est également importante car des études récentes ont révélé que l’hydroxyméthanesulfonate peut facilement être confondu avec du sulfate, ce qui rend potentiellement inexactes les mesures antérieures de la pollution de l’air. L’étude du HMS permet également de mieux comprendre d’autres réactions chimiques dans les aérosols ambiants à Fairbanks pendant les mois d’hiver.
Connaître la composition correcte de la pollution par les particules fines est essentiel pour mettre en œuvre des mesures appropriées de contrôle de la qualité de l’air, a déclaré Mao.
« De nombreuses sources contribuent aux PM2,5 », a-t-il déclaré. « Mais quand on commence à penser à améliorer la qualité de l’air, quelle partie faut-il traiter en premier ? Et quelles en sont les conséquences ? »
L’équipe de recherche a étudié l’air de Fairbanks au cours de deux hivers : de janvier à mars 2020 et de décembre 2020 à février 2021. Les données proviennent d’instruments placés près du Collège communautaire et technique de l’UAF au centre-ville de Fairbanks et sur un site du Département de la conservation de l’environnement de l’État voisin mesurant déjà le total des PM2. .5, dioxyde de soufre et température.
Les scientifiques savent que l’hydroxyméthanesulfonate se forme par la combinaison de dioxyde de soufre et de formaldéhyde, qui se combinent lorsqu’ils sont attirés par des particules liquides dans l’atmosphère.
Les scientifiques ne savent cependant pas dans quelle mesure des facteurs tels que l’acidité des gouttelettes atmosphériques, la température et l’humidité conduisent à la formation de HMS.
Ils ne savent pas non plus quelle source est la plus responsable de la formation du HMS à Fairbanks. Le dioxyde de soufre provient de la combustion de combustibles fossiles, dont le mazout et le charbon. Le formaldéhyde pénètre probablement dans l’air en brûlant du bois.
Des études ont montré que la fumée de bois contribue de 40 à 70 % à la concentration de masse de PM2,5 en hiver à Fairbanks.
« Fairbanks est l’un des rares endroits optimaux pour la formation du HMS », a déclaré Mao. « Et ce n’est pas nécessairement une bonne chose. »
James R. Campbell et al, Source et chimie de l’hydroxyméthanesulfonate (HMS) à Fairbanks, Alaska, Sciences et technologie de l’environnement (2022). DOI : 10.1021/acs.est.2c00410