Des chercheurs identifient les sources saisonnières du smog de Pékin

Une étude internationale menée par des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI a utilisé une nouvelle méthode pour identifier les différentes sources d’aérosols qui créent le smog à Pékin.

Plusieurs études ont estimé que la pollution de l’air était responsable de plusieurs millions de décès chaque année dans le monde. Afin de prendre les mesures appropriées pour préserver la qualité de l’air, il est important de connaître la provenance des polluants. Cependant, il reste difficile d’en déterminer précisément la source.

Cet obstacle a été surmonté par une équipe internationale de chercheurs dirigée par le spécialiste de l’environnement Kaspar Dällenbach, en collaboration avec l’Université de technologie chimique de Pékin et l’Université d’Helsinki. Grâce à une nouvelle méthode, les chercheurs ont analysé le smog au-dessus de Pékin.

Ils ont découvert que le smog qui engloutit la région métropolitaine est composé de polluants provenant de sources et de régions qui varient entre les mois d’été et d’hiver. Pour leurs recherches, ils ont utilisé un nouveau spectromètre de masse d’aérosols mobile.

« Grâce à cette nouvelle approche, nous pouvons analyser le smog au niveau moléculaire, ce qui nous permet de mieux comprendre ses sources et ses processus avec un niveau de détail sans précédent », explique Dällenbach. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue scientifique Géosciences de la nature.

Une menace pour la santé humaine

La santé humaine est toujours en danger lorsqu’une très grande population est exposée à des niveaux élevés de pollution, comme c’est le cas dans la vaste région métropolitaine de l’est de la Chine, située dans un rayon d’environ 600 kilomètres autour de Pékin.

Le smog dans la capitale chinoise est tristement célèbre et Dällenbach le considère comme un phénomène particulièrement important à étudier étant donné la grande population qui y est soumise, afin d’élargir la base de données des méthodes potentielles d’amélioration de la qualité de l’air.

Bien que les émissions de dioxyde de soufre provenant de la combustion du charbon aient diminué dans la région, une grande partie de la population du pays est toujours exposée à une mauvaise qualité de l’air. Il est toutefois extrêmement difficile de déterminer l’origine des polluants, car leur composition change constamment en raison de réactions chimiques au cours de leur long voyage dans l’atmosphère.

Cela signifie que le signal mesuré est flou, ce qui rend difficile la détermination de la nature des molécules d’origine et donc de la source de la pollution.

D’où viennent les polluants ?

Pour identifier les sources de pollution, les chercheurs ont mesuré la composition de l’air sur le toit de l’Université de technologie chimique de Pékin et ont comparé les sources de pollution pendant les mois d’été et d’hiver. Ils ont utilisé un nouveau type de spectromètre de masse, capable d’analyser en temps réel la composition moléculaire des aérosols ambiants.

Ces informations moléculaires permettent d’identifier les sources de pollution. Les scientifiques distinguent les aérosols primaires, c’est-à-dire les particules solides et liquides en suspension qui sont émises dans l’atmosphère, et les aérosols secondaires, qui se forment lors de leur passage dans l’atmosphère. Ces derniers sont particulièrement importants à Pékin.

Différences entre l’été et l’hiver

Dällenbach et ses collègues ont constaté que les sources de particules fines s’étendent bien au-delà de la capitale et que ces sources diffèrent en termes chimiques et géographiques entre les mois d’été et d’hiver.

En hiver, les aérosols organiques secondaires sont dus à la combustion du bois et du charbon et proviennent en grande partie de la région de Beijing-Tianjin-Hebei. En été, en revanche, l’air arrive du sud et la pollution est dominée par les émissions urbaines, par exemple celles dues au trafic et à l’industrie, probablement de la ceinture Xi’an-Shanghai-Beijing.

« Nos travaux montrent que même si nous nous concentrons sur la pollution à Pékin, le smog est un phénomène régional de grande ampleur dans lequel des aérosols provenant de différentes sources sont transportés sur des centaines de kilomètres », explique Dällenbach. La réduction de la pollution atmosphérique nécessite donc des mesures coordonnées et à grande échelle dans toute la zone métropolitaine de Pékin et au-delà.

Dällenbach et son groupe de recherche utilisent également les méthodes qu’ils ont développées pour comprendre le smog en Europe, ainsi que dans les centres urbains peu représentés du Sud global.