Почему химическое вещество из лесных пожаров, токсичное для людей, дольше сохраняется в облаках

Исследователи из Бристольского университета и Центра лазерных технологий (CLF) при Совете по объектам науки и технологий (STFC) Великобритании выяснили, почему токсичное соединение, содержащееся в дыме лесных пожаров, устойчиво к естественному разложению при растворении в каплях атмосферной воды.

Это открытие объясняет, почему 2,4-динитрофенол (DNP) — химическое соединение, токсичное для растений, животных и людей, — может оставаться активным в атмосфере дольше, чем считалось ранее. Эта устойчивость может помочь объяснить, почему коричневый углерод от лесных пожаров вносит вклад в глобальное потепление в течение продолжительных периодов. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Учёные изучали, как условия окружающей среды влияют на продолжительность жизни DNP в атмосфере. Было обнаружено, что когда DNP растворяется в мельчайших каплях воды, из которых состоят туман и облака, он становится более устойчивым к естественному процессу окисления, который в норме должен его разрушать. DNP попадает в атмосферу из нескольких источников, включая лесные пожары. Оказавшись в воздухе в составе частиц коричневого углерода, DNP поглощает солнечный свет и преобразует его в тепло, способствуя изменению климата. Это соединение также токсично для живых организмов, что делает его увеличенный срок жизни в атмосфере проблемой как для климата, так и для здоровья населения.

Исследование проводится на фоне роста частоты лесных пожаров по всему миру: четыре из пяти самых разрушительных в истории пожаров произошли с 2020 года. Пожары в необычных локациях, таких как Великобритания и Швеция, подчеркивают расширяющееся влияние изменения климата. Помимо лесных пожаров, DNP также образуется при выбросах транспортных средств (как на биотопливе, так и на ископаемом топливе), отоплении жилых домов, кострах и контролируемых сельскохозяйственных палах.

Понимание механизмов, продлевающих атмосферную жизнь DNP, может помочь найти способы сократить время активности этих вредных соединений в окружающей среде. Эти знания могут быть использованы как для управления качеством воздуха, так и для климатического моделирования.

«Наши передовые лазерные методики позволили нам наблюдать, как именно DNP ведёт себя на молекулярном уровне при контакте с атмосферными каплями воды, — сказал доктор Игорь Сазанович, старший научный сотрудник Центра лазерных технологий STFC. — Мы обнаружили неожиданное: капли фактически защищают эти токсичные соединения от разрушения. Это открытие может изменить то, как мы моделируем устойчивость загрязнителей от лесных пожаров в наших климатических системах».