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Rôle de la réactivité des produits résiduaires organiques sur la formation d'aérosols organiques secondaires

R. CIURARU (1), J. KAMMER (1), C DECUQ (1), M. VOJKOVIC (2), K. HAIDER (1,2), Y. CARPENTIER (2), F. LAFOUGE (1), C. BERGER (1), M. BOURDAT-DESCHAMPS (1), I. K. ORTEGA (3), F. LEVAVASSEUR (1), S. HOUOT (1), B. LOUBET (1), D. PETITPREZ (4), C. FOCSA (2)

1. INRAE, Université Paris-Saclay, AgroParisTech, UMR ECOSYS, 78850, Thiverval-Grignon, France
2. Univ. Lille, CNRS, UMR 8523, PhLAM – Laboratoire de Physique des Lasers Atomes et Molécules, F-59000 Lille, France
3. Multi-physics for Energetics Department, ONERA Université Paris Saclay, F-91123, Palaiseau, France
4. Univ. Lille, CNRS, UMR 8522, PC2A – Laboratoire de Physico-Chimie des Processus de Combustion de l’Atmosphère, F-59000 Lille, France

[2021]

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Résumé

Les aérosols organiques secondaires représentent une des principales sources d'incertitudes dans la compréhension actuelle du climat. Il est bien connu maintenant que l'agriculture contribue aux émissions d'aérosols primaires dans l'atmosphère, mais il n'existe pas d'estimation sur la formation d'aérosols organiques secondaires.

 

Ce travail montre que les produits résiduaires organiques, et notamment les boues d'épuration, représentent une source non comptabilisée de précurseurs d'aérosols organiques secondaires par ses émissions de scatole, C9H9N. Les taux d'émission et de nucléation du scatole dus à la réactivité de l'ozone ont été déterminés en laboratoire. Nos résultats montrent que le SO2 joue un rôle clé dans l'oxydation du scatole et entraîne la formation de nouvelles particules. Les résultats présentés ici apportent de nouvelles connaissances sur un nouveau mécanisme de nucléation à partir du recyclage des produits résiduaires organiques.


Mots clés

aérosols organiques secondaires, produits résiduaires organiques, ozone

Abstract

Secondary organic aerosols (SOA) are one of the main uncertainty sources in the current understanding of the Earth's Climate. It is known that agriculture contributes to primary aerosols emissions but there is no estimate for the secondary organic aerosol formation from precursor gas phase. Organic waste products like sewage sludge are applied to cropland as fertilizers. In this work we show that sewage sludge is an unaccounted source of nucleation precursors (skatole, C9H9N). The skatole emission and nucleation rates due to ozone reactivity were determined in the laboratory. Based on our results, SO2 plays a key role in the oxidation of skatole and leads to new particle formation. The results presented here provide new insights into this novel nucleation mechanism and aid our understanding of the organic waste agricultural recycling contribution to the aerosol balance in the atmosphere.


Keywords

new particle formation, organic waste products, agricultural secondary organic aerosols, ozone reactivity

DOI

10.25576/ASFERA-CFA2021-24844

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