Man mano che la qualità dell'aria migliora, la chimica invisibile che avviene nell'aria intorno a noi sta cambiando. I cieli dovrebbero schiarirsi man mano che le emissioni diminuiscono, ma risultati recenti hanno suggerito che la diminuzione degli ossidi di azoto può creare un ambiente in cui i composti contenenti carbonio nell'aria si convertono più facilmente in piccole particelle che danneggiano la salute umana.

I regolatori ora possono respirare più facilmente. Uno studio condotto dall'Università di Washington, pubblicato a marzo in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , fornisce un quadro più completo della relazione tra gli ossidi di azoto, le particelle generate dal tubo di scappamento al centro dello scandalo Volkswagen, noto anche come NOx, —e PM2.5, le particelle microscopiche che possono depositarsi nei polmoni.

I risultati mostrano che il calo di NOx dovuto a standard più rigidi alla fine porta a un'aria più pulita, ma potrebbe richiedere più tempo.

Una scoperta chiave è come la concentrazione di NOx influenzi la formazione di PM2,5, trovato nello smog, modificando la chimica dei vapori di idrocarburi che si trasformano in particelle di diametro inferiore a 2,5 micron, o circa il 3% della larghezza di un capello umano.

"Abbiamo scoperto che ci sono due diversi regimi di formazione del PM2,5, " ha detto il primo autore Joel Thornton, un professore di scienze atmosferiche UW. "Uno in cui l'aggiunta di NOx migliora il PM2.5, e uno in cui l'aggiunta di NOx sopprime il PM2.5."

I risultati potrebbero aiutare a spiegare perché la qualità dell'aria sembra essere rimasta stagnante negli ultimi anni in alcune parti del Nord America, anche se le emissioni di tutti i tipi sono diminuite. I regolatori sono preoccupati perché l'inquinamento atmosferico è uno dei principali rischi per la salute umana, soprattutto tra i bambini, gli anziani e quelli con problemi respiratori o cardiaci.

I funzionari sapevano di aspettarsi lenti progressi nella riduzione dell'ozono, un altro componente dello smog, a causa di un ruolo in qualche modo simile che gli NOx svolgono nella formazione dell'ozono. Ma la preoccupazione recente era che le concentrazioni di PM2,5 potessero essere diverse, e continuerebbero a salire con la diminuzione delle emissioni di NOx.

"In pratica stiamo dicendo:'Aspetta, non preoccuparti. Le cose potrebbero sembrare che stiano peggiorando, in alcuni posti, ma nel complesso dovrebbero migliorare, '", ha detto Thornton.

La scoperta di questa complessa relazione potrebbe anche aiutare gli scienziati dell'atmosfera a prevedere come cambierà l'aria man mano che le emissioni diminuiranno ulteriormente.

I vapori di idrocarburi, composti a base di carbonio provenienti da fonti naturali o combustibili fossili, non si convertono facilmente in PM2,5. Solo attraverso una serie di reazioni chimiche nell'aria che coinvolgono i radicali liberi, che sono prodotti dalla luce solare e modulati da NOx, sono vapori di idrocarburi convertiti in particolato.

La ricerca combina le osservazioni di una campagna sul campo del 2013 che ha misurato i pennacchi di emissioni nell'aria sopra le città del sud-est degli Stati Uniti e gli esperimenti condotti presso il Pacific Northwest National Laboratory.

La facilità con cui gli idrocarburi si convertono in PM2,5 cambia con la disponibilità dei diversi ingredienti, e cambiano anche le velocità di reazione. Entrambi devono essere considerati per comprendere l'effetto sul PM2.5 regionale, il nuovo studio mostra. Anche se il processo di formazione del PM2,5 dagli idrocarburi diventa più facile man mano che gli NOx diminuiscono, le reazioni chimiche rallentano. Insieme i due effetti significano che, infine, cali di ossidi di azoto porteranno a cali di PM2,5.

"Potresti essere in un regime in cui le cose peggiorano, ma se lo oltrepassi, va meglio, " ha detto Thornton. "Nella maggior parte delle aree urbane degli Stati Uniti, i livelli di NOx sono abbastanza bassi da aver già superato questo punto."

Precedenti ricerche del gruppo di Thornton hanno mostrato perché l'inquinamento atmosferico invernale è più resistente alle normative sulle emissioni rispetto allo smog estivo:perché le diverse temperature forniscono condizioni stagionali che inviano la chimica lungo percorsi distinti.