Представьте себе обычный городской день: машины снуют туда-сюда, гудят заводы, мигают светофоры… А в воздухе, помимо привычного смога, творится настоящая химическая драма — и учёные только сейчас начали понимать, в чём её суть.
Химическая драма в городском воздухе
Исследователи из Университета Тампере и Хельсинкского университета сделали открытие, которое переворачивает представления о загрязнении воздуха. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Оказывается, оксид азота (NO) — тот самый газ из выхлопных труб, дымовых труб электростанций и прочих источников горения — вовсе не так «безобиден», как думали раньше. Вместо того чтобы сдерживать образование вредных частиц в атмосфере, он, похоже, активно им помогает.
Чем опасны аэрозоли (вредные частицы в воздухе):
- вредят здоровью: оседают в лёгких, провоцируя респираторные заболевания;
- снижают видимость на дорогах: попробуй разглядеть что-то в густом смоге;
- влияют на погоду и даже климат, участвуя в формировании облаков и осадков.
Старая теория против новых фактов
Много лет специалисты по атмосфере были уверены: оксид азота подавляет образование паров с низкой летучестью, из которых потом получаются аэрозоли. Логика была простой: раз NO (оксид азота) участвует в химических реакциях, значит, он должен мешать формированию вредных частиц.
Но новое исследование показывает: всё может быть с точностью до наоборот — по крайней мере, для одной важной группы городских загрязнителей. Речь идёт об ароматических карбонильных соединениях — веществах, которые попадают в воздух из:
- выхлопных газов;
- промышленных выбросов;
- некоторых бытовых товаров (красок, растворителей и т. д.).
Раньше мы думали, что оксид азота сдерживает образование предшественников атмосферных аэрозолей. Но наши результаты говорят: он, наоборот, помогает им появляться — по крайней мере, из некоторых летучих соединений», — объясняет доктор наук Шавон Баруа из Университета Тампере.
Как учёные раскрыли этот механизм
Чтобы разобраться в происходящем, исследователи провели серию лабораторных экспериментов и запустили компьютерное моделирование. И вот что выяснили:
- ароматические карбонильные соединения, едва попав в атмосферу, быстро вступают в реакции с оксидом азота;
- эти реакции приводят к образованию предшественников аэрозолей — молекул, которые служат «строительным материалом» для вредных частиц;
- в условиях города, где концентрация NO и ароматических соединений высока, этот процесс идёт особенно активно.
Городской воздух оказался куда хитрее, чем мы думали, — добавляет доктор Авинаш Кумар из того же университета. — Чтобы точно предсказать, каким будет качество воздуха завтра или через год, нам нужно разобраться во всех этих химических фокусах. Каждый процесс имеет значение.
Почему это особенно важно для мегаполисов?
В городах концентрация оксида азота и ароматических загрязнителей максимальна. Получается, недавно открытый механизм может играть ключевую роль в образовании твёрдых частиц — и не только в одном городе, а по всему миру.
Профессор Матти Риссанен из Университета Тампере поясняет, почему раньше учёные упускали этот момент: «Мы десятилетиями изучаем аэрозоли, но до сих пор многого не знаем — особенно про городскую среду. Дело в том, что последовательные реакции окисления между распространёнными загрязнителями просто не учитывались в старых моделях. Вот почему так сложно было предсказать количество аэрозолей в воздухе».
Что изменится благодаря открытию?
Это открытие — не просто очередная научная заметка. Оно может серьёзно помочь человечеству:
- улучшить атмосферные модели — те самые программы, которые прогнозируют качество воздуха в городах;
- точнее оценивать, как загрязнение влияет на наше здоровье — зная реальные механизмы образования аэрозолей, можно точнее рассчитать риски для населения;
- лучше понимать связь между аэрозолями и климатом — аэрозоли влияют на формирование облаков и могут как охлаждать, так и нагревать атмосферу;
- разработать новые стратегии борьбы с загрязнением — например, сосредоточить усилия на сокращении выбросов ароматических карбонилов в сочетании с контролем уровня NO (оксид азота).
А вы как думаете? Какие меры могли бы снизить уровень оксида азота и других загрязнителей в вашем городе? Делитесь идеями в комментариях — давайте обсудим самые реалистичные решения!
Поделитесь этой статьёй с теми, кому небезразличны экология, здоровье и будущее наших городов! Поставьте лайк и подпишитесь на канал, чтобы не пропустить самое интересное.