Particelle di fuliggine da impianti di riscaldamento a olio e legna, così come il traffico stradale, può inquinare l'aria in Europa su una scala molto più ampia di quanto precedentemente ipotizzato. Questo è ciò che i ricercatori dell'Istituto Leibniz per la ricerca sulla troposferica (TROPOS) concludono da una campagna di misurazione nella foresta di Turingia in Germania.

La valutazione delle fonti ha mostrato che circa la metà delle particelle di fuliggine proveniva dall'area circostante e l'altra metà da lunghe distanze. Dal punto di vista dei ricercatori, ciò sottolinea la necessità di ridurre ulteriormente le emissioni di fuliggine dannose per la salute e il clima, poiché le particelle contenenti carbonio contribuiscono ancora ai rischi per la salute e al riscaldamento climatico anche su distanze di diverse centinaia di chilometri.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Chimica e fisica dell'atmosfera ( ACP ), una rivista ad accesso aperto della European Geosciences Union (EGU).

Le particelle di aerosol nell'atmosfera influenzano il clima globale, salute umana ed ecosistemi. La composizione chimica delle particelle atmosferiche in un dato luogo dipende non solo dall'ambiente e dalle fonti locali, ma è anche influenzato dalla storia delle particelle che raggiungono il luogo di campionamento. Durante il trasporto, i cosiddetti processi di invecchiamento non solo modificano la composizione chimica delle particelle, ma influenzano anche le loro proprietà fisiche (es. distribuzione delle dimensioni, volatilità, igroscopicità, attività dei nuclei di condensazione della nuvola (CCN) e proprietà ottiche).

Il carico in un dato luogo è quindi una complessa miscela di diverse sorgenti in combinazione con un complesso processo di trasformazione. Le particelle di aerosol carboniose predominano nella massa totale delle particelle, costituito da un gran numero di specie chimiche e può essere suddiviso in aerosol organico (OA) e black carbon (BC). Il black carbon è associato alle emissioni primarie dei processi di combustione da fonti antropiche (auto, riscaldamento domestico e industriale) o da fonti biogene (es. incendi boschivi). Non solo le fonti locali influenzano la composizione chimica delle particelle di aerosol. Il trasporto a lunga distanza influisce anche sulla composizione chimica delle particelle di aerosol attraverso l'origine delle masse d'aria.

A settembre/ottobre 2010, ampie misurazioni hanno avuto luogo in Turingia come parte dell'esperimento "Hill Cap Cloud Turingia 2010" (HCCT-2010). L'analisi ora pubblicata ha esaminato la composizione chimica delle particelle di aerosol e le varie fonti di particelle contenenti carbonio che hanno raggiunto il sito di misurazione vicino al villaggio di Goldlauter nella foresta di Turingia, Germania. A quel tempo, un totale di circa 50 ricercatori cloud dalla Germania, Francia, Inghilterra e Stati Uniti avevano partecipato alle misurazioni nel centro della Germania. La valutazione e l'analisi chimica dei campioni estesi è stata molto lunga e ha richiesto diversi anni.

"L'analisi dei dati applicata ha permesso di distinguere le emissioni locali di fuliggine dominate dalla combustione di combustibili fossili dalla fuliggine trasportata da grandi distanze, " spiega il dottor Laurent Poulain di TROPOS. "Ma anche un effetto fisico ci ha aiutato:nel corso della loro breve vita, particelle contenenti fuliggine crescono. Più grande è questa particella, più è vecchio e più a lungo deve aver viaggiato nell'atmosfera." I campioni di impatto sono stati quindi suddivisi in due categorie:Il carbonio in particelle inferiori a 400 nanometri è relativamente giovane e proviene da fonti locali. Carbonio in particelle superiori a 400 nanometri è relativamente vecchio e proviene da fonti lontane, il che ha permesso di stimare le emissioni locali di fuliggine al 48 per cento e di fuliggine da fonti lontane al 52 per cento.

In un altro studio dell'inverno 2016/17, I ricercatori TROPOS sono già stati in grado di stimare la quota di particolato transfrontaliero:il particolato della classe dimensionale PM10 proveniente dal trasporto a lunga distanza dall'Europa orientale ha contribuito dal 44 al 62% del particolato totale PM10 nelle località rurali della Germania orientale, secondo uno studio per vari uffici ambientali statali. Le fonti principali sono state le emissioni di combustione, probably from wood and coal-fired heating systems. With the study now published, it is clear that even for soot, which accounts for only a portion of PM10 fine particulate matter, the relationship between ambient and remote sources is similar:about half of the soot comes from the local environment and the other half from long-distance transport across the continent.

The new findings underline the need to set Europe-wide limits for soot. In spring 2021, the EU Parliament called on the EU Commission to introduce EU-wide standards for ultrafine particulate matter, fuliggine, mercury and ammonia, because although these substances have a negative impact on human health, they are not yet regulated by EU air quality standards. The EU Air Quality Directive is to be updated by 2022. A public consultation is planned for autumn 2021.

Però, soot does not only have a negative impact on human health. It is becoming increasingly clear that soot also contributes to global warming by causing the dark particles to absorb light or contribute to cloud formation. According to the latest report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), there are still large gaps in our knowledge about the quantities and distribution of soot in the atmosphere, which the new report aims to reduce. The IPCC will adopt and publish its new assessment report ("AR6 Climate Change 2021:The Physical Science Basis") in early August 2021. Tilo Arnhold