Les sources de HONO atmosphérique rural et leur impact sur la qualité de l'air régional dans la Plaine de Chine du Nord

The sources of rural atmospheric HONO and their impact on regional air quality in the North China Plain

• Auteur / Autrice : Chaoyang Xue
• Direction : Valéry Catoire, Yujing Mu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie atmosphérique
• Date : Soutenance le 15/05/2020
• Etablissement(s) : Orléans en cotutelle avec University of Chinese academy of sciences
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Research Center for Eco-Environmental Sciences - Laboratoire de physique et chimie de l'environnement et de l'espace (Orléans ; 2012-...)
• Jury : Président / Présidente : Abdelwahid Mellouki
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Min Hu, Zhongming Chen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christian George, Maofa Ge

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Teneur en nitrates

Ozone atmosphérique

Oxydes d'azote

Chimie de l'atmosphère

Plaines -- Chine

Chine

Pollution atmosphérique

Mots clés libres

HONO

Plaine de Chine du Nord

Émissions atmosphériques

O³

Nitrate particulaire

HONO

North China Plain

Atmospheric emissions

O³

Particulate nitrate

Résumé

La pollution de l'air est toujours un problème environnemental qui doit être résolu de toute urgence dans la Plaine de Chine du Nord (PCN). Dans le but d'explorer la formation de l’acide nitreux (HONO) et son impact sur la qualité de l'air régional dans la PCN, le développement et l'évaluation systématique d'instruments pour mesurer la concentration de HONO atmosphérique et son flux d'émission du sol ont été réalisés. Sur la base de mesures sur le terrain, un modèle 3D de chimie-transport (le système communautaire de modélisation de la qualité de l'air à plusieurs échelles : CMAQ, de l’EPA) et un modèle de boîte (0D) de mécanisme chimique (Master Chemical Mechanism : MCM) ont été utilisés pour explorer le bilan de HONO et son impact sur la pollution atmosphérique régionale, par exemple la pollution estivale à l'ozone (O3) et la pollution par la brume hivernale. Nous avons constaté que le sol agricole était une source importante de HONO avec un impact significatif sur la pollution régionale à l'ozone en été. Un nouveau mécanisme d'émission de HONO du sol lié à la nitrification a été proposé. HONO joue également un rôle important dans la capacité oxydante de l’atmosphère et la détérioration de la qualité de l'air régional en hiver.

Air pollution is still an environmental problem that urgently needs to be solved in the North China Plain (NCP). With the aim to explore nitrous acid (HONO) formation and its impact on regional air quality in the NCP, the development and systematic assessment of instruments to measure atmospheric HONO concentration and soil HONO emission flux were realized. Based on field measurements, a 3D chemistry-transport model (the Community Multiscale Air Quality Modeling System, CMAQ) and a box (0D) model (Master Chemical Mechanism, MCM) were used to explore the HONO budget and its impact on regional air pollution, e.g., summer ozone (O3) pollution and winter haze pollution. We found that agricultural soil was an important HONO source with a significant impact on regional O3 pollution in the summertime. A new soil HONO emission mechanism related to nitrification was proposed. HONO also plays an important role in atmospheric oxidizing capacity and deteriorating regional air quality in the wintertime.