Выявлены влияющие на рост вредных веществ в атмосфере реакции

Группа ученых из Китая, США и Финляндии выяснила ключевые реакции, которые влияют на рост загрязняющих атмосферу частиц классов PM₁₀ и PM_2.5. Частицы таких размеров обладают наиболее пагубным воздействием на здоровье человека. Статья ученых была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Во вдыхаемом нами воздухе содержится множество молекул и частиц различных размеров. Если их размер порядка нескольких молекул, а само вещество не токсично для человека, оно не представляет серьезной угрозы, если не накапливается в организме. Но при повышении размеров частиц их негативное влияние, вне зависимости от состава, увеличивается. Так, по данным Всемирной организации здравоохранения, наиболее сильно оказывают влияние на здоровье частицы классов PM₁₀ и PM_2.5, размер которых составляет, соответственно, менее 10 и менее 2,5 микрометра.

До сих пор контролировать образование этих вредных частиц не удавалось. Но исследователи из Пенсильванского и Хельсинкского университетов, Пекинского технологического института и Университета Небраски в Линкольне определили ключевые реакции, которые участвуют в их образовании, и выяснили меры для предотвращения этих процессов.

В своей работе ученые сосредоточились на различных реакциях, которые могут происходить с молекулами триоксида серы SO₃. Это соединение образуется, например, при сжигании ископаемого топлива, которое содержит примеси серосодержащих веществ. В сочетании с водой этот оксид образует серную кислоту — основной компонент кислотных дождей, но также и один из центров роста частиц в атмосфере.

Изначально, изучая процесс образования таких частиц, авторы работы не рассматривали в качестве одного из реагентов спирты, так как считали их недостаточно хорошими для «слипания» в крупные конгломераты. Однако затем, используя мощные модели вычислительной химии и молекулярной динамики, ученые поняли, что SO₃ действительно может вступать в реакцию со спиртами, такими как метанол, когда его много в атмосфере. Полученный продукт, метилгидросульфат, оказался достаточно «липким», чтобы участвовать в процессе образования частиц.

Сначала ученые считали спирты неподходящими кандидатами, так как энергия их реакции с триоксидом серы выше, чем SO₃ с водой. Но оказалось, что серная кислота и сам метилгидросульфат может увеличивать скорость реакции метанола с триоксидом серы.

Это исследование позволит лучше понять, как образуются загрязнения в атмосфере и что нужно делать, чтобы их предотвратить. В качестве следующего шага исследователи планируют выяснить, как более холодные условия, включая снег и лед, влияют на образование новых частиц .

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.