Новое международное исследование, проведенное в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) в Женеве, раскрыло неожиданные особенности формирования антропогенных органических аэрозолей. Ученые обнаружили, что эти загрязнители образуются не в один этап, как считалось ранее, а через несколько последовательных стадий окисления, что значительно расширяет географию их воздействия.
Антропогенные органические аэрозоли представляют собой углеродсодержащие частицы, выбрасываемые в воздух в результате человеческой деятельности. Они классифицируются как твердые частицы и являются серьезной угрозой для здоровья, способствуя миллионам смертей по всему миру ежегодно. Основными источниками этих загрязнителей служат процессы неполного сгорания в транспорте, промышленности и бытовых условиях.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, было проведено под руководством Института Пауля Шеррера (PSI) и объединило усилия более 70 ученых из Европы и Северной Америки. Ключевым открытием стало понимание того, что антропогенные выбросы требуют нескольких этапов окисления, прежде чем сформируются твердые частицы. Этот процесс занимает от 6 часов до 2 дней, что кардинально отличается от образования аэрозолей из природных предшественников, таких как терпены и изопрен, которые формируют частицы за один этап окисления.
Многоступенчатое окисление составляет более 70% от общего загрязнения антропогенными органическими аэрозолями. Это открытие меняет наше понимание распространения загрязнителей: они формируются не только вблизи источников выбросов, но и на значительном удалении от них, что увеличивает их региональное воздействие.
Для проведения исследования ученые использовали камеру CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) в CERN — самую чистую в мире камеру для моделирования атмосферных процессов. Камера объемом около 26 кубических метров поддерживает температуру с точностью до одной десятой градуса. Исследователи заполнили камеру газовой смесью, имитирующей городской смог, и с помощью анализа подвижности определяли распределение частиц по размерам, а с помощью масс-спектрометрии идентифицировали конденсирующиеся пары и отслеживали конденсацию газов на стенках камеры.
Полученные результаты имеют серьезные последствия для стратегий контроля загрязнения воздуха. Текущие методы, такие как использование твердочастичных фильтров, оказываются недостаточными. Исследователи подчеркивают необходимость также контролировать газы-предшественники, в частности толуол и бензол, которые выделяются при выхлопе автомобилей и процессах горения.
Новые данные могут значительно улучшить модели загрязнения воздуха и прогнозы, что в конечном итоге приведет к разработке более эффективных стратегий контроля и улучшению общественного здоровья. Понимание того, что загрязнители формируются на региональном уровне, а не только вблизи источников выбросов, требует пересмотра существующих подходов к контролю качества воздуха.
Исследование подчеркивает, что контроль газов-предшественников так же важен, как и сокращение прямых выбросов твердых частиц. Только комплексный подход к регулированию выбросов позволит эффективно снизить уровень загрязнения воздуха и связанные с ним риски для здоровья населения.
Изображение носит иллюстративный характер
Антропогенные органические аэрозоли представляют собой углеродсодержащие частицы, выбрасываемые в воздух в результате человеческой деятельности. Они классифицируются как твердые частицы и являются серьезной угрозой для здоровья, способствуя миллионам смертей по всему миру ежегодно. Основными источниками этих загрязнителей служат процессы неполного сгорания в транспорте, промышленности и бытовых условиях.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, было проведено под руководством Института Пауля Шеррера (PSI) и объединило усилия более 70 ученых из Европы и Северной Америки. Ключевым открытием стало понимание того, что антропогенные выбросы требуют нескольких этапов окисления, прежде чем сформируются твердые частицы. Этот процесс занимает от 6 часов до 2 дней, что кардинально отличается от образования аэрозолей из природных предшественников, таких как терпены и изопрен, которые формируют частицы за один этап окисления.
Многоступенчатое окисление составляет более 70% от общего загрязнения антропогенными органическими аэрозолями. Это открытие меняет наше понимание распространения загрязнителей: они формируются не только вблизи источников выбросов, но и на значительном удалении от них, что увеличивает их региональное воздействие.
Для проведения исследования ученые использовали камеру CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) в CERN — самую чистую в мире камеру для моделирования атмосферных процессов. Камера объемом около 26 кубических метров поддерживает температуру с точностью до одной десятой градуса. Исследователи заполнили камеру газовой смесью, имитирующей городской смог, и с помощью анализа подвижности определяли распределение частиц по размерам, а с помощью масс-спектрометрии идентифицировали конденсирующиеся пары и отслеживали конденсацию газов на стенках камеры.
Полученные результаты имеют серьезные последствия для стратегий контроля загрязнения воздуха. Текущие методы, такие как использование твердочастичных фильтров, оказываются недостаточными. Исследователи подчеркивают необходимость также контролировать газы-предшественники, в частности толуол и бензол, которые выделяются при выхлопе автомобилей и процессах горения.
Новые данные могут значительно улучшить модели загрязнения воздуха и прогнозы, что в конечном итоге приведет к разработке более эффективных стратегий контроля и улучшению общественного здоровья. Понимание того, что загрязнители формируются на региональном уровне, а не только вблизи источников выбросов, требует пересмотра существующих подходов к контролю качества воздуха.
Исследование подчеркивает, что контроль газов-предшественников так же важен, как и сокращение прямых выбросов твердых частиц. Только комплексный подход к регулированию выбросов позволит эффективно снизить уровень загрязнения воздуха и связанные с ним риски для здоровья населения.
