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Les poussières de sable des déserts peuvent produire de l’acide sulfurique

Chaque année, entre 1000 et 3000 tonnes de pousières très fines sont diffusées dans l’atmosphère par l’usure des sols secs, dans les déserts, dans des secteurs volcaniques. Ces poussières se déplacent  dans l’atmosphère et sont même répérables par satellites, explique Christian George, chercheur au lavboratore IRCELYON ( Institut de recherche Catalyse Environnement de Lyon). Certaines de ces poussières de sables se déposent ainsi par exemple dans la région lyonnaise sous l’effet de certains vents.

Des surfaces de réaction

Les plus fines particules de sables, provenant des zones arides et semi-arides, offrent une importante surface de réaction pour les gaz à l’état de traces comme le dioxyde de soufre.

Des chercheurs d’IRCELYON (CNRS / Université de Lyon 1) viennent de montrer que ces particules sont à l’origine de la formation de nouvelles particules d’acide sulfurique ultrafines. Ces résultats font l’objet d’une publication dans la revue PNAS ( Proceedings of National Academy of Science of USA).

 Les poussières minérales représentent la majeure partie des aérosols primaires. Des recherches avaient montré que les oxydes de titane et oxydes de fer (III) contenus dans les poussières minérales engendraient la formation de radicaux hydoxyle (HO°) sous l’action de la lumière. Jusqu’à présent, ces radicaux étaient supposés rester fixés à la surface des minéraux. En présence de dioxyde de soufre, ils donnaient des ’ions sulfates (SO42-) accolés aux poussières minérales.

En mettant en suspension de ces poussières minérales dans un réacteur à écoulement, en présence d’humidité relative, de lumière et de dioxyde de soufre (SO2), les chercheurs ont découvert une nouvelle voie réactionnelle de transformation du dioxyde de soufre. Les  tests ont permis de proposer un nouveau mécanisme dans lequel les radicaux hydroxyles désorberaient de la surface des poussières minérales et se diffuseraient dans la phase gazeuse.

La présence de ces radicaux dans la phase gazeuse convertirait le dioxyde de soufre gazeux en acide sulfurique (H2SO4), connu pour son aptitude à former de nouvelles particules par nucléation. Une faible surface de poussières minérales est nécessaire afin d’éviter une rapide adsorption des nouvelles particules d’acide sulfurique à la surface de ces dernières.

Des campagnes de mesures en atmosphère réelle en Chine et en France confortent cette théorie. L’impact radiatif indirect de ces poussières serait plus substantiel que prévu. Les particules peuvent ensemencer les nuages, absorber ou réfléchir la lumière du soleil (en fonction de leur composition), et nuire à la santé. De plus, la présence de radicaux hydroxyle (au fort pouvoir oxydant) en phase gazeuse, peut engendrer de nombreuses autres réactions de dégradation.

michel.deprost@enviscope.com
 Référence Yoan Dupart, Stephanie M. King, Bettina Nekat, Andreas Nowak, Alfred Wiedensohler, Hartmut Herrmann,Gregory David, Benjamin Thomas, Alain Miffre, Patrick Rairoux, Barbara D’Anna, and Christian George
Mineral dust photochemistry induces nucleation events in the presence of SO2

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