Дым от лесных пожаров вызывает большее загрязнение воздуха, чем могут предсказать современные атмосферные модели. Новое исследование учёных из Университета науки и технологий короля Абдаллы (KAUST) и Китайской академии наук объясняет почему. Под воздействием солнечного света частицы дыма от лесных пожаров действуют как крошечные химические фабрики, производя вредные окислители, такие как пероксиды — группу высокореактивных загрязнителей, способствующих образованию смога и дымки.
Статья опубликована в журнале Science Advances.
Новое исследование помогает объяснить, почему во время лесных пожаров в полевых измерениях постоянно обнаруживают повышенный уровень пероксидов даже в городах, где обычные химические пути их создания должны быть заблокированы другими загрязнителями, такими как оксид азота — распространённый газ, образующийся при сжигании топлива.
Профессор Чак Чан, соавтор исследования и декан отделения физических наук и инженерии KAUST, сказал, что исследование показывает: частицы дыма могут обходить традиционное подавление оксидами азота в загрязнённой среде, генерируя окислители внутри себя под воздействием солнечного света.
«Этот путь, основанный на частицах, на удивление эффективен — на порядки быстрее, чем могут обеспечить классические пути», — сказал он.
Команда обнаружила, что цветные органические молекулы в аэрозолях, образующихся при сжигании биомассы, действуют как «фотосенсибилизаторы». Когда они поглощают солнечный свет, они переходят в возбуждённые состояния, которые запускают быстрые цепочки реакций, производя пероксидные радикалы, а затем пероксиды внутри частиц.
Пероксиды не являются парниковыми газами, но они влияют на химию атмосферы, способствуя образованию дымки, вторичных частиц и рискам для органов дыхания. Действуя как резервуары радикалов, они также влияют на более широкую динамику климата и качества воздуха.
Результаты показывают, как дым от лесных пожаров может способствовать образованию вторичных твёрдых частиц в дополнение к тому, что он является прямым источником твёрдых частиц — основного компонента городского загрязнения воздуха. Это имеет значительные последствия.
С 1980-х годов размеры лесных пожаров в некоторых частях западных Соединённых Штатов увеличились в четыре раза, а площади выгорания в Средиземноморье увеличились более чем вдвое за последние два десятилетия. Поскольку пожары происходят всё чаще и интенсивнее по всему миру, их дым всё больше выделяет реактивные частицы, которые под воздействием солнечного света превращаются в скрытые источники загрязнения.
«Эта недооценённая химия означает, что текущие модели качества воздуха и климата недооценивают производство окислителей в результате лесных пожаров», — сказал Чан. «Обновление этих моделей имеет важное значение для сообществ, включая Саудовскую Аравию, чтобы лучше прогнозировать риски для здоровья и воздействие на окружающую среду в условиях потепления мира».
Предоставлено Университетом науки и технологий короля Абдаллы.