Volatile organic compounds (VOCs) are trace species in the Earth’s atmosphere which are emitted by biogenic (~90%) and anthropogenic (~10%) sources. Their role in the atmospheric chemistry is essential, especially regarding the oxidant capacity of the atmosphere (OH radical, O3) and the formation of secondary pollutants. For many years, a range of VOCs have been suspected to actively participate in the atmospheric particulate burden via complex processes of gas-particle conversion. Two VOC classes are involved in these processes: the terpenic and the aromatic compounds, with rather global and local impacts, respectively. Mass transfer phenomena from the gas to the condensed phase (organic, inorganic, aqueous) lead to the formation of nanometric size particles called secondary organic aerosols (SOA) that can strongly impact global climate and human health. Although large efforts have been carried out by the scientific community for two decades, the physical and chemical characteristics of these phenomena remain largely unknown, which clearly requires novel approaches combined with new analytical tools.
The OLFA-ROA project has been built within this framework. It aims at developing a methodology to thoroughly study the first steps of the formation of SOA through laboratory experiments. A series of terpenic and aromatic compounds has been selected taking into account their atmospheric interest. The project is based on (i) an approach of experiments performed in a newly ESC-Q-UAIC smog chamber; (ii) the implementation of the best-available investigation techniques for the gaseous and particulate phases (time-of-flight aerosol mass spectrometry, proton-transfer time-of-flight mass spectrometry and scanning mobility particle sizing). The objective of the OLFA-ROA project is to provide a better description of the chemical mechanisms of terpene and catechols ozonolysis from the initial steps in the gaseous phase to the formation of SOA during the oxidation processes.
Compuși organici volatili (COV) sunt compuşi care se găsesc în urme în atmosfera Pământului şi care sunt emişi atât de surse biogene (~ 90%) cât și antropogene (~ 10%). Rolul lor în chimia atmosferei este esențială, în special în ceea ce privește capacitatea de oxidare a atmosferei (formarea radicalilor OH sau a O3) precum și formarea de poluanți secundari. Timp de mulți ani, o serie de compuși organici volatili au fost consideraţi deosebit de importanţi în formarea particulelor din atmosferă, prin procese complexe de conversie a gazelor în particule. Două clase de compuși organici volatili sunt implicate în aceste procese: compuşii terpenoidici și compușii aromatici, ambele cu impact la nivel global. Fenomenele de transfer de masă din fază gazoasă în fază condensată conduc la formarea de particule de dimensiuni nanometrice numite aerosoli organici secundari (SOA), care pot avea un impact puternic asupra climei globale și a sănătății umane. Cu toate că s-au realizat eforturi mari de către comunitatea științifică timp de două decenii, caracteristicile fizice și chimice ale acestor fenomene rămân în mare parte necunoscute, ceea ce necesită în mod clar abordări noi, combinate cu noi instrumente analitice.
Proiectul OLFA-ROA a fost dezvoltat în acest cadru. El are ca scop dezvoltarea unei metodologii pentru a studia în detaliu primii pași în formarea SOA prin experimente de laborator. Au fost selectate o serie de compuși terpenoidici și aromatici, ținând seama de interesul lor atmosferic. Proiectul se bazează pe (i) o abordare experimentală folosind o nouă cameră de simularea a atmosferei ESC-Q-UAIC; (ii) punerea în aplicare a tehnicilor de investigare cele mai bune, disponibile atât pentru faza gazoasă cât și pentru particule (spectrometru de masă cu timp de zbor pentru aerosoli, spectrometru de masă cu timp de zbor şi cu transfer de protoni, sistemul de scanare a particulelor după dimensiuni).
Atmospheric simulation chambers, Atmospheric Chemistry, Volatile Organic Compounds, Ozonolysis, Secondary Organic Aerosols