GEOSCAN, résultats de la recherche

Menu GEOSCAN


TitreThe delta-17O and delta-18O values of atmospheric nitrates simultaneously collected downwind of anthropogenic sources - implications for polluted air masses
AuteurSavard, M M; Cole, A S; Vet, R; Smirnoff, A
SourceAtmospheric Chemistry and Physics vol. 18, issue 14, 2018 p. 10373-10389, https://doi.org/10.5194/acp-18-10373-2018
Année2018
Séries alt.Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20170310
ÉditeurEuropean Geoscience Union
ÉditeurCopernicus Publications
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.5194/acp-18-10373-2018
Mediaen ligne; numérique
Formatspdf
Sujetssubstances polluantes; etudes isotopiques; isotopes d'oxygène; rapports isotopiques; ozone; géochimie atmosphérique; écosystèmes; anomalies géochimiques; météorologie; oxydation; Méthodologie; Pollution atmosphérique; géologie de l'environnement; géochimie
Illustrationslocation maps; tables; plots; diagrams
ProgrammeSources, Géosciences de l'environnement
Diffusé2018 07 20
Résumé(non publié)
Il existe des motivations claires pour mieux comprendre les processus atmosphériques qui transforment les oxydes d'azote (NOx) émis par les activités humaines en nitrates (NO3-), deux de celles-ci étant que le NO3 contribue à l'acidification et à l'eutrophisation des écosystèmes terrestres et aquatiques, et que les p-NO3 interagissent avec les nuages ou bloquent les radiations solaires, et jouent ainsi un rôle dans la dynamique du climat terrestre. De plus, alors que les émissions nationales de NOx (précurseurs de NO3-) documentées au Canada ont diminué en moyenne régulièrement de 2000 à 2015, les émissions de la province de l'Alberta sont demeurées relativement constantes depuis 2004, formant environ 35% des émissions totales canadiennes pour une population de 12%. Pour ces raisons, nous avons étudié des indicateurs isotopiques (delta-18O, delta-17O) qui pourraient aider à déduire les modes de transformations chimiques conduisant aux tendances isotopiques observées pour le nitrate aqueux (w-NO3-), ou les formes particulaire (p-NO3-) et gazeuse (HNO3), cette dernière n'ayant jamais été caractérisée séparément auparavant avec des valeurs de delta-17O. Notre partenariat scientifique avec ECCC pour cette recherche a permis d'utiliser un système d'échantillonnage multi-filtres et un dispositif de précipitation, actifs essentiellement lorsque les vents dominants provenaient des sources ciblées. Ce système a permis d'échantillonner simultanément HNO3 et p-NO3, et co-collecter w-NO3-, en aval de cinq panaches de contaminations humaines, de manière consécutive, sans influence ne provenance d'autres sources.
Dans l'ensemble, tel qu'attendu, les résultats de delta-18O et delta-17O de w- et p-NO3 montrent les valeurs plus élevé pendant les périodes froides et plus basse pendant les saisons chaudes, mais seules les valeurs delta-17O de HNO3 épousent cette tendance. Une découverte importante est que les domaines delta-18O et delta-17O du HNO3 sont distincts des domaines définis par les w- et p-NO3. De manière intéressante, les différences de delta-17O entre p-NO3 et HNO3 passent de positives pendant les périodes froides, à négatives pendant les périodes chaudes. Les tendances observées peuvent largement s'expliquer par la dynamique des espèces azotés dans les panaches de contamination. L'été, les taux de dépôt à sec du HNO3 est beaucoup plus grand que celui du p-NO3. Or un panache non mature contiendra une grande quantité de nitrates dérivés des NOx n'ayant pas encore atteint l'équilibre isotopique avec l'ozone (O3), les HNO3 de faibles signaux isotopiques se déposeront donc l'été. Par ailleurs, la plus grande proportion de p-NO3 se forme particulièrement via la réaction avec le N2O5 et se dépose à sec à un faible taux au cours des périodes plus froides (automne-hiver). Nos résultats montrent que les signaux isotopiques de HNO3, w-NO3 et p-NO3 ne sont pas interchangeables et que leurs différences peuvent améliorer notre compréhension de l'oxydation des NOx et du dépôt des nitrates. Les implications de cette recherche sont qu'une meilleure compréhension des étapes de transformation des espèces azotées favorisera le développement de stratégies permettant d'améliorer la qualité de l'air au Canada.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Il faut mieux comprendre les processus atmosphériques qui transforment les oxydes d'azote (NOx) anthropiques en nitrates (NO3-), car le NO3 peut dégrader les écosystèmes terrestres et aquatiques et sa forme particulaire pourrait influencer le climat terrestre. Bien que les émissions canadiennes annuelles de NOx aient diminué continuellement de 2000 à 2015, les émissions en Alberta sont demeurées relativement constantes, formant environ 35% des émissions canadiennes. Nous avons donc étudié des indicateurs isotopiques (delta-18O, delta-17O) des formes de NO3- aqueuse (w-), particulaire (p-) et gazeuse (HNO3), qui n'ont jamais été caractérisées séparément à l'aide des valeurs de delta-17O, en aval de cinq sources de contamination en Alberta, sans influence d'autres sources. Une découverte importante est que les résultats de delta-18O et delta-17O du HNO3 ne sont pas interchangeables avec ceux des w- et p-NO3. Nos résultats montrent aussi que la dynamique du panache de contamination est cruciale pour interpréter les résultats, qui ne caractérisent pas les différentes sources, mais plutôt les processus responsables de la distribution des nitrates.
GEOSCAN ID306369