Исследователи показывают, как органические углеродные соединения, выделяемые деревьями, влияют на качество воздуха

Исследовательская группа под руководством учёных из Калифорнийского технологического института (Caltech) обнаружила ранее не признанного участника процесса, в ходе которого газы, производимые деревьями и другими растениями, превращаются в аэрозоли — микроскопически малые частицы в атмосфере. Их работа, посвящённая образованию и эффектам этих химических веществ, называемых эпоксидами, представлена в новом выпуске журнала Science.

Учёные сосредоточились на изучении роли биогенных выбросов — органических углеродных соединений, выделяемых растениями и деревьями, — в атмосферных химических реакциях, приводящих к созданию аэрозолей. Особое внимание было уделено химическому веществу изопрену, который выделяется многими лиственными деревьями, особенно дубами. Изопрен является одним из основных биогенных соединений, попадающих в атмосферу, его глобальные выбросы исчисляются сотнями миллионов тонн в год. Исследователи обнаружили, что ключевым звеном в превращении изопрена в аэрозоли являются именно эпоксиды. Эти соединения, подобно эпоксидному клею, становятся «липкими» при контакте с кислыми частицами в атмосфере, присоединяются к ним и способствуют росту аэрозольных частиц.

Это открытие имеет важное значение для понимания качества воздуха и климата. Аэрозоли влияют на здоровье человека, проникая глубоко в лёгкие, а также на климат Земли, рассеивая и поглощая солнечную радиацию и выступая в качестве ядер конденсации для облаков. Эффективность превращения эпоксидов в аэрозоль, как выяснилось, выше в загрязнённой среде из-за повышенной кислотности частиц, что иллюстрирует сложное взаимодействие между выбросами из биосферы и от человеческой деятельности. Прорыв стал возможен благодаря разработке нового метода химической ионизации в масс-спектрометрии (CIMS), который позволил обнаружить и измерить хрупкие молекулы эпоксидов, ранее неуловимые для традиционных методов анализа.