Революционное открытие: электрическое поле создает ключевой фактор борьбы с загрязнением воздуха

Группа ученых Калифорнийского университета открыла новый механизм образования молекулы гидроксида (OH) в атмосфере. Ранее ученые полагали, что солнечный свет является основной движущей силой образования гидроксида, но новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что сильное электрическое поле на поверхности между находящимися в воздухе каплями воды и окружающим воздухом может создавать гидроксид по ранее неизвестному механизму. Гидроксид играет ключевую роль в реакциях, которые расщепляют загрязняющие вещества, находящиеся в воздухе, и помогают удалять из атмосферы вредные химические вещества, такие как диоксид серы и оксид азота. Понимание источников и поглотителей гидроксида имеет важное значение для смягчения последствий загрязнения воздуха.

Выводы команды будут иметь значительные последствия для понимания учеными того, как воздух очищается от загрязняющих веществ, выделяемых человеком, и парниковых газов. Гидроксид может вступать в реакцию с этими загрязнителями и устранять их, а это означает, что полное понимание их источников и поглотителей является ключом к пониманию и смягчению последствий загрязнения воздуха.

В ходе исследования команда измерила концентрации гидроксида в разных флаконах, некоторые из которых содержали поверхность воздух-вода, а другие содержали только воду без какого-либо воздуха, и отслеживали выработку гидроксида в темноте, включив во флаконы молекулу «зонда», которая флуоресцирует, когда вступает в реакцию с гидроксидом. Они обнаружили, что показатели выработки гидроксида в темноте отражают эти показатели и даже превышают показатели, обусловленные такими факторами, как воздействие солнечного света.

Выводы команды изменят понимание источников гидроксида, что изменит то, как другие исследователи строят компьютерные модели, которые пытаются предсказать, как происходит загрязнение воздуха.

— Это могло бы весьма существенно изменить модели загрязнения воздуха, — отметил соавтор исследования профессор химии Калифорнийского университета Сергей Низкородов. — OH является важным окислителем внутри капель воды, и основное предположение в моделях заключается в том, что OH поступает из воздуха; он не образуется непосредственно в капле.

Следующим шагом, по словам Низкородова, является проведение тщательно разработанных экспериментов в реальной атмосфере в разных частях мира, чтобы определить, играет ли роль этот новый механизм производства гидроксида. Команда ожидает, что результаты произведут фурор в сообществе исследователей атмосферы.

— Многие люди прочитают это, но поначалу не поверят в это и либо попытаются воспроизвести это, либо попытаются провести эксперименты, чтобы доказать, что это неправильно, — сказал Низкородов. — За этим наверняка последует множество лабораторных экспериментов.