L’aria di una città può apparire limpida in un momento e diventare opaca in quello successivo, ma la chimica che governa quel cambiamento resta spesso nascosta, molecola dopo molecola. Nei corridoi di traffico, vicino alle centrali elettriche e attorno alle altre sorgenti di combustione, l’ossido di azoto (NO) è stato di norma considerato un composto capace di frenare alcune reazioni che portano alla formazione delle particelle. Ricercatori della Tampere University e della University of Helsinki riferiscono ora che, in determinate condizioni urbane, potrebbe fare esattamente il contrario.
La scoperta è rilevante perché le particelle di aerosol, minuscoli frammenti di materia sospesi nell’aria, rappresentano una delle componenti più dannose dell’inquinamento atmosferico. Possono penetrare nei polmoni, ridurre la visibilità lungo strade e vie cittadine e influenzare sia il tempo sia il clima. Per prevedere con maggiore precisione la qualità dell’aria, gli scienziati hanno bisogno di sapere esattamente come queste particelle si formino a partire dai gas presenti in atmosfera.
L’ossido di azoto può favorire le particelle
Per anni gli studiosi dell’atmosfera hanno guardato all’ossido di azoto soprattutto come a un freno alla formazione dei vapori condensabili a bassa volatilità. Si tratta di gas che possono raffreddarsi, condensare e contribuire alla costruzione delle particelle di aerosol. Quella visione aveva senso per numerosi sistemi chimici, ma lasciava aperta una domanda importante: cosa accade quando l’ossido di azoto incontra quei composti carbonilici aromatici che si ritrovano abitualmente nell’aria delle città?
“Tradizionalmente l’NO è stato considerato un composto che limita la formazione dei precursori degli aerosol atmosferici. I nostri risultati mostrano che, con ogni probabilità, ne favorisce invece la formazione a partire da certi composti volatili”, spiega il dottorando Shawon Barua della Tampere University.
Una chimica nascosta offusca l’aria urbana
Per seguire quella traccia chimica, i ricercatori si sono concentrati sui composti carbonilici aromatici dopo il loro ingresso in atmosfera a partire dai gas di scarico dei veicoli, dalle attività industriali e dai prodotti di consumo. Questi composti sono volatili, nel senso che passano facilmente nell’aria sotto forma di gas, ma possono anche essere trasformati dalle reazioni atmosferiche.
Attraverso esperimenti di laboratorio avanzati e modellazione computazionale, i ricercatori hanno individuato un percorso rimasto in larga parte trascurato. In questo percorso, le reazioni che coinvolgono l’ossido di azoto convertono rapidamente i composti carbonilici aromatici in precursori degli aerosol, i mattoni chimici che aiutano le particelle a formarsi.
“Le nostre conclusioni rivelano che la chimica dell’aria urbana è più complessa di quanto si assumesse in precedenza. Per prevedere in modo accurato la qualità dell’aria futura dobbiamo comprendere tutti i percorsi chimici che contribuiscono alla formazione delle particelle”, afferma il dottor Avinash Kumar della Tampere University.
I modelli matematici potrebbero trascurare alcune reazioni chimiche
Il risultato è particolarmente importante per le città, dove gli inquinanti aromatici e le emissioni di ossidi di azoto sono spesso presenti insieme. Se questo percorso appena individuato è attivo nelle atmosfere urbane di tutto il mondo, potrebbe contribuire a spiegare perché i modelli faticano talvolta a prevedere il particolato, cioè l’inquinamento costituito da minuscole particelle sospese, la stessa componente che si accumula sotto le cupole di calore estive e durante i lunghi episodi di ristagno anticiclonico.
Nonostante decenni di lavoro, gli scienziati non comprendono ancora del tutto come si formino le particelle di aerosol nell’aria delle città. Il professor Matti Rissanen della Tampere University sostiene che una delle ragioni possa risiedere nel fatto che alcune catene di reazione importanti sono state escluse dai modelli atmosferici.
“Le reazioni di ossidazione sequenziale tra inquinanti atmosferici comuni, come quelle messe in evidenza in questo studio, mancavano dalle chimiche adottate finora nei modelli e possono contribuire in misura notevole a spiegare perché prevedere il carico di aerosol urbano si sia rivelato tanto difficile”, dichiara il professor Matti Rissanen della Tampere University. Ritiene che i risultati aiuteranno gli scienziati a migliorare i modelli atmosferici impiegati per prevedere la qualità dell’aria e per valutare gli effetti dell’inquinamento sulla salute umana e sul clima.
Riferimento: “Nitric oxide can enhance secondary aerosol precursor formation from aromatic carbonyls”, di Shawon Barua, Avinash Kumar, Prasenjit Seal, Mojtaba Bezaatpour, Sakshi Jha, Nanna Myllys, Siddharth Iyer e Matti Rissanen, 7 maggio 2026, Nature Communications.
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