Как в дыме от биомассы образуются токсичные нитроароматические соединения бурого углерода?

Ежегодно сжигание биомассы при лесных пожарах выбрасывает в атмосферу большое количество ароматических углеводородов, которые, как считается, превращаются в более светопоглощающие и токсичные нитроароматические соединения. Исследователи из Университета Кентукки впервые детально изучили, как ключевая молекула из дыма — катехол — быстро реагирует с озоном (O₃) и диоксидом азота (NO₂) на поверхности водных микрокапель, образуя токсичный 4-нитрокатехол, компонент бурого углерода.

Это открытие важно, поскольку нитроароматические соединения усиливают поглощение солнечного света частицами и повышают их токсичность. По данным Всемирной организации здравоохранения, загрязнение атмосферного воздуха ежегодно приводит к 4,2 миллионам преждевременных смертей во всем мире, в значительной степени из-за воздействия мелкодисперсных частиц (PM_2.5). Новое исследование объясняет, как и при каких условиях эти опасные компоненты формируются в дыме от пожаров, особенно при его смешивании с городским загрязнением, что приводит к резкому ухудшению качества воздуха.

«В наших экспериментах, как только создаются микрокапли, содержащие катехол (ароматический маркер загрязнения в дыме), на них воздействует поток газа с очень недолговечным нитратным радикалом», — пояснил профессор Марсело Гузман. Взаимодействие на поверхности водных частиц длится менее миллионной доли секунды, но этого достаточно для образования нитрокатехола, который затем детектируется масс-спектрометром. Этот процесс высокоэффективен даже при низких ночных концентрациях радикалов вблизи шлейфа дыма.