ANR-DFG - Appel à projets générique 2016 - DFG

Photosensitization : A novel pathway to SOA generation and property change in tropospheric particles – PHOTOSOA

Submission summary

Jusqu'à récemment, les aérosols organiques (OA) primaires ont été décrits de manière simpliste, car considérés comme étant chimique inerte. Ceci a été récemment remis en cause et désormais, les composés organiques volatils (COV) et OA doivent être considérés comme un système dynamique, impliquant des transformations chimiques. Néanmoins, les outils de simulations numériques existants sous estiment de manières persistante la teneur d’aérosols organiques troposphérique. Ceci suggère fortement une réelle limitation dans notre état de connaissance actuel, quant aux processus physico-chimie aboutissant à la formation d’aérosols.
Malgré de nombreux efforts ces dernières années, qui ont abouti à de réelles avancées scientifiques comme par exemple l’importance de la chimie du glyoxal, nous ne sommes pas vraiment en mesure de prédire la teneur en AO. Dans le cas du glyoxal, cette chimie souligne le fait que des molécules relativement volatils mais réactives peuvent contribuer fortement en tant que sources d’aérosols organiques. Or, les molécules (di)carbonylées sont émises ou formées in situ par de nombreux processus et sont donc relativement abondantes. Elles contribuent donc significativement à la masse manquante, dans les modèles, d’aérosols organiques.
Il s’avère que la chimie multiphasique de ces molécules (tel le glyoxal) conduit à la formation de produits absorbant le flux actinique et pouvant donc initier des processus photochimiques dans la phase condensée des aérosols. Or il existe de nombreux travaux indiquant l’importance de tels processus dans les eaux de surfaces, voire dans les processus de traitement de l’eau, mais au final notre état de connaissance est très limité en ce qui concerne les aérosols.
Ainsi, il semblerait que la chimie multiphasique de certaines molécules dicarbonylées aboutisse à la formation d’espèces optiquement actives dans les aérosols. Ceci nous pousse à considérer que ces molécules soient le vecteur de propriétés photosensibilisantes pour ces mêmes aérosols et nous proposons donc d’en étudier les caractéristiques. En effet, l’existence généralisée de réactions photosensibilisées pourrait contribuer à combler la masse manquante d’AO et avoir ainsi un impact sur la composition troposphérique.
Par ailleurs, les aérosols jusqu’à maintenant les aérosols étaient très fréquemment considérés comme étant dans un état liquide visqueux. Or il s’avère que selon leur composition chimique, ces particules peuvent finalement être dans un état solide amorphe ou vitreux. Or les produits photoformés ci-dessus peuvent impacter les températures de transition vitreuse et ainsi affecter l’état physique des particules. Par ailleurs, l’existence d’un tel état solide amorphe peut à ton tour modifier la chimie multiphasique et les partage entre phases par des effets de matrices non encore considérés.
Ce projet a donc pour objectif d’aborder ces processus par des études en laboratoire focalisées sur la compréhension des processus photosensibilisés atmosphériques et l’impact de l’état physique quant à la production d’aérosols organiques. Cette approche est très innovante et devrait contribuer à une meilleure caractérisation des sources d’aérosols troposphériques.

Project coordinator

Monsieur Stéphane Dumas (Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon)

The author of this summary is the project coordinator, who is responsible for the content of this summary. The ANR declines any responsibility as for its contents.

Partner

TROPOS Leibniz-Institut für Troposphärenforschung
IRCELYON Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon

Help of the ANR 174,214 euros
Beginning and duration of the scientific project: September 2017 - 36 Months

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