Chimie des aérosols organiques secondaires

Comment l'oxydation des composés organiques volatils produit des composés à faible volatilité qui se condensent pour former une fraction majeure des particules fines.

Definition

L'aérosol organique secondaire est une matière particulaire formée dans l'atmosphère lorsque les produits d'oxydation des composés organiques volatils se partitionnent dans la phase condensée.

Scope

Couvre l'oxydation des composés organiques volatils biogéniques et anthropiques, la génération de produits semi-volatils et à faible volatilité, le partitionnement gaz-particules, le vieillissement multigénérationnel des aérosols organiques, le cadre du 'volatility basis set' et la contribution des aérosols organiques secondaires aux charges particulaires mondiales.

Core questions

• Comment l'oxydation convertit-elle les composés organiques volatils en produits condensables ?
• Qu'est-ce qui contrôle le partitionnement des composés organiques entre les phases gazeuse et particulaire ?
• Pourquoi l'aérosol organique secondaire est-il si abondant et chimiquement complexe ?

Key theories

Partitionnement gaz-particules des composés organiques

L'oxydation diminue la volatilité des composés organiques, leur permettant de se partitionner dans la phase particulaire proportionnellement à la masse organique existante, le 'volatility basis set' décrivant le continuum des volatilités des produits.

Mechanisms

Les composés organiques volatils émis par la végétation et l'activité humaine sont oxydés par le radical hydroxyle, l'ozone et le radical nitrate, produisant un spectre de produits à volatilité réduite. Les espèces semi-volatiles et à faible volatilité se condensent sur les particules existantes en fonction de leurs concentrations de saturation, un processus décrit par le 'volatility basis set'. L'oxydation continue, ou le vieillissement, des composés organiques en phase gazeuse et particulaire ajoute de l'oxygène et réduit davantage la volatilité, de sorte que l'aérosol organique devient plus oxydé à mesure que les masses d'air vieillissent.

Clinical relevance

L'aérosol organique secondaire constitue une part importante des particules fines affectant la santé et le climat, et sa chimie complexe représente un défi majeur pour les modèles de qualité de l'air et de climat.

History

L'importance de l'aérosol organique secondaire est devenue évidente grâce aux expériences en chambre et aux mesures de terrain à partir des années 1990, avec l'avènement de la spectrométrie de masse des aérosols, résumée par Jimenez et ses collègues et Hallquist et ses collègues, transformant la compréhension de la chimie des particules organiques.

Key figures

• Mattias Hallquist
• Jose-Luis Jimenez

Seminal works

• hallquist2009
• jimenez2009

Frequently asked questions

En quoi l'aérosol organique secondaire diffère-t-il de l'aérosol primaire ?

L'aérosol organique primaire est émis directement sous forme de particules, tandis que l'aérosol organique secondaire se forme dans l'atmosphère lorsque les composés organiques gazeux sont oxydés en produits à faible volatilité qui se condensent.