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人為的有機エアロゾルの形成に関する新しい洞察は、より大きな領域への影響を示唆しています

チャンバーからの酸化生成物と周囲の測定値の比較。クレジット： 自然地球科学 （2025）。 2：10.1038/s41561-025-01645-z 人為的有機エアロゾルは、人間によって放出される炭素含有粒子であり、粒子状物質に分類されます。彼らは重大な健康の脅威をもたらし、毎年世界中の何百万人もの死に貢献しています。特に大都市では、輸送、産業、および家庭からの不完全な燃焼プロセスが、有害で呼吸可能な粒子を形成する排気ガスを生成します。 ジュネーブの欧州核研究機関であるCERNでの国際研究では、PSIが率いる研究者は、これらの有機エアロゾルの形成に関する新しい洞察を得ています。彼らの結果は、そのような汚染物質がしばしばいくつかの酸化ステップの後にのみ形成されることを示しています。これは、人為的粒子状物質による汚染が、以前に想定されていたよりも大きな地域の影響を与えることを示唆しています。 これは、たとえば粒子状物質フィルターを使用して、工場、家、車両からの直接排出を単純に削減するだけでは不十分であることを示唆しています。むしろ、有害な有機エアロゾルが後で形成される前駆体ガスも制御する必要があります。調査結果はジャーナルに掲載されています 自然地球科学。 人的な粒子状物質はよりゆっくりと形成されます 研究者は以前、単一の酸化ステップを通じて有機エアロゾルが形成されると想定していました。テルペンやイソプレンなどの天然の前駆体ガス（植物から放出される水皮が酸素を加え、したがって固体空中粒子を直接形成します。 しかし、新しい研究では、人為的排出量が異なる行動をとることが明らかになりました。自動車の排気や有機材料燃焼のトルエンやベンゼンなどの前駆体ガスは、固体粒子を形成する前に複数の酸化ステップを積んでいます。 「この発見は、汚染物質が主に排出源の近くに形成されるという以前の仮定に挑戦しています」と、新しい研究のプロジェクトリーダーであるImad El Haddad氏は述べています。 「代わりに、人為的エアロゾルがより長い形成プロセスを経て、その影響が地域的に拡大することを示しています。」 一意のシミュレーションチャンバー 新しい研究は、CERNのクラウド（屋外液滴を残す宇宙）シミュレーションチャンバーで実施されました。ヨーロッパと北米の70人以上の研究者が協力して、都市の大気汚染をシミュレートし、有機エアロゾルの形成を追跡しました。 クラウド施設は、世界で最もきれいな大気シミュレーションチャンバーであり、研究者は温度や圧力などのパラメーターを極端な精度で制御できるようにします。そのステンレス鋼のシリンダーの容量は約26立方メートルです。高精度センサーは、シリンダー内の変化を2番目のものまで観察できるようにします。 彼らの実験のために、研究者はチャンバーを都市のスモッグに似たガス混合物で満たし、排気ガスの有機エアロゾルへの変換をたどりました。 シフトで作業して、研究者はシミュレートされた都市スモッグを継続的に測定しました。彼らは、モビリティ分析として知られる技術を使用して、形成粒子のサイズ分布を決定し、質量分析を使用して凝縮蒸気の分子同一性をリアルタイムで決定しました。彼らはまた、チャンバーの壁にどのような前駆ガスとその製品が凝縮されたかを正確に追跡しました。これは、汚染物質形成の計算で考慮する必要があります。 「正確な観察のおかげで、私たちは今、人為的エアロゾルがどのように形成され、空中で成長するかをよりよく理解できるようになりました」とエル・ハダッドは言います。 最新の科学、技術、スペースを発見してください 100,000人の加入者 毎日の洞察をPhys.orgに頼っている人。無料のニュースレターにサインアップし、問題が重要なブレークスルー、イノベーション、研究の最新情報を入手してください。毎日または毎週。 より正確な予測 この研究の一番下の行は、人為的有機エアロゾルのかなりの割合が、最初の酸化の後ではなく、6時間から2日間かかる可能性のある追加の酸化ステップの後にのみ形成されることです。研究チームは、このマルチステップ酸化が人為的有機エアロゾル総合汚染の70％以上を占めていると推定しています。 彼らの結果は、粒子状物質濃度のより正確な予測を可能にし、地域の影響をよりよく理解することにより、大気汚染モデルを改善することができます。また、粒子フィルターを介して粒子状物質の直接放出だけでなく、後に固体粒子を形成する前駆ガスの放出も制御することの重要性を強調しています。これは、大気汚染とより効果的に戦うのに役立ち、したがって公衆衛生を改善するのに役立ちます。 詳細： Mao Xiao et al、ヨーロッパの人為的有機エアロゾルは、主に第2世代の酸化を通じて生産されました。 自然地球科学 （2025）。 2：10.1038/s41561-025-01645-z Paul Scherrer Instituteが提供…