Новые данные: Различия в составе частиц могут изменить подход к изучению загрязнения воздуха

Текущие исследования загрязнения воздуха во многом опираются на данные аэрозольных масс-спектрометров, большинство из которых могут измерять только состав субмикронных аэрозолей (PM₁) — твердых частиц с аэродинамическим диаметром менее 1 мкм. Во многих исследованиях виды PM₁ используются для проверки моделей химического переноса, рассчитанных на PM_2.5 (частицы менее 2.5 мкм), и оценки кислотности (pH) и содержания воды в частицах — ключевых параметров для изучения гетерогенных реакций.

Профессор Сунь Еле и его команда из Института физики атмосферы Китайской академии наук исследовали химические различия между PM₁ и PM_2.5 в условиях сильного зимнего загрязнения на севере Китая с помощью нового монитора химического состава PM_2.5. Исследование, опубликованное в Geophysical Research Letters, показало, что соотношение PM₁/PM_2.5 по-разному менялось в зависимости от относительной влажности для первичных и вторичных компонентов аэрозоля.

«Если органические вещества являются доминирующим компонентом (>50%) частиц, а относительная влажность ниже 80%, химический состав PM₁ тесно коррелирует с PM_2.5. В этом случае PM₁ может быть репрезентативным для PM_2.5», — отметил профессор Сунь, ведущий автор исследования. Однако при доминировании вторичных компонентов (сульфатов, нитратов, вторичных органических аэрозолей) и влажности выше 60% возникают значительные химические различия из-за их высокой гигроскопичности и способности поглощать больше воды.

Оценка влияния этих различий с помощью термодинамического моделирования показала, что они незначительно сказываются на прогнозе pH, но могут приводить к ошибкам в расчёте содержания воды в аэрозолях до 50-70%. Эти выводы важны для исследований в условиях сильного загрязнения, особенно во время эпизодов смога с высокой влажностью, и для валидации моделей химического переноса.