Кооперативное образование аэрозолей SO₂ и NOₓ в условиях смога

Загрязнение воздуха в Китае претерпело заметные изменения за последние 30 лет, пройдя путь от точечного загрязнения (вокруг заводов и промышленных предприятий) в 1980-х до городского в 1990-х. С начала нынешнего века оно стало носить всё более региональный и сложный характер. Исследование показало, что кооперативный переход SO₂ и NOₓ во вторичные аэрозоли (сульфаты и нитраты) сыграл критическую роль в эпизоде сильного смога в Китае в январе 2013 года.

Сосуществование высоких концентраций первичных и вторичных газообразных и твердых загрязнителей приводит к многочисленным гетерогенным реакциям на поверхности мелких частиц. Эти реакции меняют окислительную способность атмосферы, химический состав, а также физико-химические и оптические свойства частиц. В результате образование смога ускоряется. Работа профессора Ванга и его коллег (Science China: Earth Sciences, № 1, 2014) показывает, что образование вторичных сульфатных аэрозолей из SO₂ усиливается в присутствии NOₓ.

Исследование изучает кооперативный переход SO₂ и NOₓ во вторичные аэрозоли на поверхности содержащих углерод частиц через гетерогенные реакции. Сульфаты из SO₂ образуются быстрее при наличии NOₓ. С ростом размера частиц увеличивается и доля вторичных неорганических ионов, таких как сульфат и нитрат. Гигроскопичность частиц возрастает, а повышенное содержание воды может ускорять газо-жидко-твёрдофазные реакции SO₂ и NOₓ, что, в свою очередь, ещё больше увеличивает гигроскопичность. Эти процессы формируют механизм положительной обратной связи, усиливающий превращение первичных газообразных загрязнителей во вторичные аэрозоли. Авторы заключают, что в центральном и восточном Китае для снижения концентраций PM₂.₅ необходимо синхронно контролировать выбросы SO₂ и NOₓ.