Dat de vorming van organische aerosolen in de atmosfeer chronisch wordt onderschat, komt door proefjes in te kleine labs. Het effect van condensatie op de wanden is dan veel groter dan iedereen dacht, claimen Amerikaanse onderzoekers in PNAS.

Het bevestigt dat het niet zo’n slecht idee is om smogmeetkamers zo groot mogelijk te maken.

Zo’n ‘secundaire organische aerosol’ (SOA) ontstaat uit vluchtige organische stoffen (VOC’s) die in de atmosfeer worden geoxideerd tot verbindingen die minder vluchtig zijn. Als er dan ook nog stofdeeltjes of druppeltjes zijn die als kiem kunnen dienen, dan condenseren de oxidatieproducten op het oppervlak daarvan en krijg je grotere druppels met een meetbaar effect op klimaat en luchtkwaliteit.

In laboratoria is al heel vaak geprobeerd om dit effect onder gecontroleerde omstandigheden na te bootsen, maar de indruk bestaat dat de SOA-vorming in het lab stelselmatig lager uitkomt dan in de buitenlucht. En de PNAS-publicatie claimt dat er al heel wat mogelijke redenen zijn bedacht voor dit verschil, maar dat kennelijk niemand zich ooit heeft gerealiseerd dat het gewoon aan de wanden van het lab zou kunnen liggen.

Of, preciezer: er werd wel gecompenseerd voor kiemdeeltjes die uit de circulatie verdwijnen omdat ze tegen de wanden plakken, maar niet voor damp die de kiemen mist en rechtstreeks op de wanden condenseert.

De groep van John Seinfeld heeft het nu uitgeprobeerd in de Linde Robinson Environmental Science Chamber, Caltechs nieuwste klimaatmeetfaciliteit, met een volume van 24 kuub en met Teflon beklede wanden. Als model-VOC diende tolueen dat gedurende 18 uur mocht oxideren, zowel bij hoge als bij lage NOx-concentraties. Als kiemen werden vaste ammoniumsulfaatdeeltjes verspreid. Na 18 uur vingen de onderzoekers de damp op en maten de totale massa van de gevormde SOA-druppeltjes

Wat ze zagen was dat die massa heel sterk afhankelijk was van het totale oppervlak van de ammoniumsulfaatkiemen. Hoe meer oppervlak, hoe meer SOA. Tenzij de oxidatie van VOC’s actief door ammoniumsulfaat wordt gekatalyseerd (en dat zou katalytisch gezien groot nieuws zijn) betekent dit dat de oxidatieproducten niet alleen op die kiemen condenseren maar ook ergens anders.

En dat kán dus alleen maar op de wand zijn, al hebben de auteurs dat kennelijk niet rechtstreeks kunnen meten. Hoe groot die wandverliezen zijn hangt van allerlei factoren af; soms is het maar een beetje maar er waren metingen waarbij driekwart van de aerosol zoek bleek.

De auteurs hebben inmiddels een aardige indruk gekregen van de mate waarin die factoren meewegen. Met deze kennis in het achterhoofd hebben ze nog eens gekeken naar eerdere experimenten met SOA-vorming, en concluderen dat die er waarschijnlijk net zo ver naast zaten. Ze raden dan ook aan om toch maar eens voor wandverliezen te gaan compenseren.

bron: PNAS, UC Davis