20. januar 2020

Ny opdagelse om skadelige partikler: ”Vi har fundet en fundamental mangel i modellerne for luftforurening”

luftforurening

Forskere fra Københavns Universitet har opdaget et overraskende fænomen i den proces, hvori visse gasmolekyler danner sundhedsskadelige partikler. Fænomenet får formentlig stigende konsekvenser for luften i byerne, i takt med at forureningen falder. Det er derfor vigtig viden, som kan hjælpe politikerne med at lave bedre tiltag mod luftforurening. Også klimamodellerne kan nu optimeres.

(Foto: Getty Images)

Selvom det gavner vores sundhed at få nedbragt mængden af NOx-gasser i byerne, der især kommer fra dieselbiler, betyder det ikke, at vi dermed har fået bugt med luftforureningen. For der findes også andre slags sundhedsskadelige ting i luften, fx de ultrafine partikler. Og når der bliver mindre NOx, vil der muligvis blive flere partikler, end forskerne hidtil har troet, viser forskning fra Københavns Universitet.

”Vi har fundet en fundamental mangel i de modeller, som vurderer og forudsiger luftforureningen. Men nu har vi den viden, der skal til for at få rettet op på modellerne, så vi kan give politikerne et mere solidt grundlag at træffe grønne beslutninger på, end de har i dag,” siger professor Henrik G. Kjærgaard fra Kemisk Institut.

Han og forskerkollega Kristian Holten Møller har nemlig i samarbejde med forskere fra Caltech opdaget en særlig mekanisme i den proces, hvori visse molekyler danner partikler i atmosfæren. Når såkaldte VOC’er (flygtige organiske molekyler) bliver nedbrudt, danner molekylerne radikaler i både højre- og venstrehåndet form – det fænomen som i kemien hedder kiralitet. Forskerne har nu påvist, at den ene form af disse radikaler kan danne partikler op til 1.000 gange hurtigere end den anden form.

”Ingen har før vidst, at højre- og venstrehåndethed gør en kæmpe forskel for, hvor mange partikler, der bliver dannet i luften. Det er jo vigtigt, fordi antallet af partikler i sidste ende er lig med, hvor mange der dør af luftforurening.” siger postdoc Kristian Holten Møller fra Kemisk Institut, som har ledet forskningen.

Mekanismen gør sig gældende, når et VOC-molekyle bliver nedbrudt i atmosfæren ved at reagere med sig selv i stedet for med andre molekyler. Når denne selvreaktion sker, vokser molekylets radikaler sig større og større, fordi de bliver ved med at optage ilt, og til sidst dannes en ultrafin partikel. Det er denne proces, der sker med vidt forskellige hastigheder, alt efter om radikalerne har en højre- eller venstrehåndet form, og dermed bliver der dannet et vidt forskelligt antal partikler.

Færre NOx-gasser er lig med flere partikler

VOC-molekyler bliver bl.a. udledt i skovområder, når træer og planter udsender duftstoffer, men kan også stamme fra menneskeskabt forurening. I byerne kommer VOC’erne fra mange forskellige kilder – bl.a. fra biler, opløsningsmidler, rengøringsmidler, maling og kosmetikprodukter.

Henrik G. Kjærgaards tidligere forskning har påvist, at så længe der er en vis mængde NOx i luften, kommer det nyopdagede fænomen ikke i spil:

”NOx-gasserne i byerne bremser iltningsprocessen og forhindrer dermed radikalerne i at kunne vokse sig til partikler. Men i takt med, at vi reducerer udledningen af NOx, vil partikler dannet gennem den her mekanisme med al sandsynlighed blive mere og mere fremtrædende inde i byerne,” siger Henrik G. Kjærgaard.

Løsningen er dog ikke at beholde dieselbilerne i byen, understreger han: ”Dieselbiler udleder jo ikke kun NOx – de udleder også partikler direkte. Så vi siger bestemt ikke, at det er godt at beholde dieselbiler i byerne.”

Ifølge forskerne er en mulig løsning at regulere udledningen af VOC’er og erstatte de typer VOC’er, der danner flest partikler, med andre, som har en mindre effekt. De understreger dog, at det er et kompliceret område at regulere, og at der er brug for mere viden om, hvordan de forskellige slags VOC’er danner partikler.

Vil give mere præcise klimamodeller

Opdagelsen er også noget, der vil munde ud i mere præcise klimamodeller, påpeger forskerne. For de ultrafine partikler påvirker også klimaet ved enten at reflektere eller absorbere sollys og er i dag den faktor, der er behæftet med størst usikkerhed i de globale klimamodeller.

”Når nu der er så store forskelle mellem højre- og venstrehåndede radikaler, vil man få nogle meget store usikkerheder i klimamodellerne, hvis man ikke skelner mellem den ene og den anden slags – og det gør man ikke i dag. Man vil derfor enten over- eller underestimere, hvor mange partikler, der bliver dannet i atmosfæren,” siger Kristian Holten Møller.

Via et samarbejde med Harvard University er forskerne nu i gang med at undersøge, hvilke effekter denne nye mekanisme har i en global klimamodel.