Mentre la Cina lotta per trovare il modo di porre rimedio alla foschia nociva che aleggia su Pechino e altre città in inverno, i ricercatori del Georgia Institute of Technology hanno sollevato seri dubbi su una delle possibili cause:alti livelli di ammoniaca nell'aria.

L'inquinamento atmosferico invernale ha attirato l'attenzione della comunità scientifica negli ultimi anni, spingendo alcuni scienziati a proporre che l'ammoniaca, emessi nell'aria dalle attività agricole e dalle automobili, potrebbe essere un precursore che favorisce fortemente la formazione della foschia.

I ricercatori della Georgia Tech hanno contrastato questa teoria in uno studio pubblicato il 21 settembre sulla rivista Rapporti scientifici . Lo studio è stato sponsorizzato dalla National Science Foundation.

"Con la Cina e altri paesi che stanno esplorando modi per ridurre l'inquinamento atmosferico, è importante capire la chimica dietro come si forma quella foschia, "ha detto Rodney Weber, un professore alla School of Earth &Atmospheric Sciences della Georgia Tech. "Quello che abbiamo scoperto è che l'ammoniaca atmosferica non è un grande fattore di quelle condizioni dell'aria, come è stato proposto».

I ricercatori hanno utilizzato modelli informatici avanzati per esaminare la chimica di come il biossido di zolfo e l'ossido di azoto - due gas pompati nell'atmosfera da centrali elettriche a carbone e altri combustibili fossili - interagiscono per formare aerosol di solfato, una delle principali cause della foschia che può devastare la salute umana e dell'ecosistema.

"Tipicamente, l'aerosol di solfato viene prodotto attraverso una reazione chimica che ossida l'anidride solforosa per formare particelle di solfato, " disse Atanasio Nenes, un professore e Johnson Faculty Fellow presso la School of Earth &Atmospheric Sciences e la School of Chemical &Biomolecular Engineering. "In quel processo, l'acqua viene assorbita dal solfato man mano che viene prodotta e tende a rendere la particella molto acida, che interrompe determinati percorsi per un'ulteriore formazione di solfati".

Alcuni scienziati hanno recentemente suggerito che gli alti livelli di ammoniaca di Pechino - che è una base, o sul lato opposto della scala di acidità - potrebbe sovvertire il normale processo di solfato, mantenendo la particella neutra abbastanza a lungo da formare concentrazioni molto più elevate di solfato attraverso una nuova via chimica.

I ricercatori della Georgia Tech hanno testato quella teoria con un modello al computer che ha eseguito una simulazione termodinamica delle condizioni dell'aerosol sulle città nelle pianure della Cina orientale. I ricercatori hanno testato numerosi scenari atmosferici alterando il mix di aerosol, gas e condizioni meteorologiche in diversi modi. Costantemente, il modello ha mostrato che l'ammoniaca elevata ha un impatto relativamente limitato sull'acidità delle particelle inquinanti. Anche un aumento di 10 volte dell'ammoniaca rispetto alle condizioni normali ha reso l'aerosol solo una piccola quantità - solo un'unità di pH - meno acido. L'effetto era vero anche al contrario; abbassare l'ammoniaca di 10 volte rendeva l'aria solo leggermente più acida. I ricercatori hanno concluso che le particelle rimangono troppo acide, anche per gli altissimi livelli di ammoniaca a Pechino, per la formazione di foschia di solfati attraverso il nuovo percorso proposto.

"Se l'ammoniaca ha giocato un ruolo importante nella produzione di solfato, gli sforzi per controllarlo potrebbero avere implicazioni di vasta portata, come considerare la limitazione delle attività agricole per migliorare l'inquinamento atmosferico di questo tipo, " Weber ha detto. "Ma, dimostriamo che questo è probabilmente in gran parte inefficace, in questo caso."

I ricercatori hanno scoperto che l'aria leggermente acida sopra Pechino potrebbe promuovere alti tassi di ossidazione dell'anidride solforosa attraverso l'interazione con metalli di transizione come il ferro, rame e manganese emessi nell'aria da fonti locali come i freni delle auto, cenere volante e polvere minerale, che potrebbe essere un altro importante contributo a eventi di inquinamento estremo e una fonte di intensa tossicità delle particelle.

Altri ricercatori della Georgia Tech hanno attribuito l'estrema foschia in Cina negli ultimi anni al cambiamento dei modelli meteorologici a causa del cambiamento climatico.

"Il controllo delle emissioni di ammoniaca in generale sembra essere la strategia proposta per mitigare i problemi di qualità dell'aria in molte regioni del globo, ma il nostro lavoro dimostra che non è necessariamente il modo più conveniente per andare, " Disse Nenes. "Di certo non vorrai ignorare le emissioni di ammoniaca, ma ci possono essere altri modi per ottenere il massimo dal guadagno in termini di miglioramento della qualità dell'aria, come limitare le emissioni di anidride solforosa e di ossido di azoto dalle centrali elettriche a carbone".