Проливая свет на темную сторону загрязнения от сжигания биомассы

Окисленный органический аэрозоль — основной компонент атмосферных взвешенных частиц, существенно влияющий на климат, здоровье человека и экосистемы. Окисленный аэрозоль от сжигания биомассы особенно токсичен и содержит большое количество мутагенов, известных как канцерогены. Вдыхание частиц от горения биомассы также может вызывать окислительный стресс и широкий спектр заболеваний, таких как сердечные приступы, инсульты и астма. Окисленный аэрозоль в основном образуется в результате атмосферного окисления летучих и полулетучих соединений, выбрасываемых такими источниками, как сжигание биомассы. Все современные модели предполагают, что его образование требует солнечного света и дней атмосферной обработки для достижения наблюдаемых в окружающей среде уровней.

Однако значительные количества окисленного органического аэрозоля образуются зимой и в другие периоды низкой фотохимической активности по всему миру, часто во время интенсивного горения биомассы. Модели недооценивают уровни окисленного аэрозоля в три-пять раз. Это нерешенная загадка имеет серьезные последствия для общественного здоровья и климата.

Исследование под руководством команд профессоров Афанасиоса Ненеса и Спироса Пандиса из Центра исследований качества воздуха и изменения климата (C-STACC) Института химического машиностроения Фонда исследований и технологий «Хеллас» (ICE-HT/FORTH), похоже, обнаружило причину этого недоучета. Их исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследование показывает, что этот необъяснимый источник окисленных вторичных частиц — результат ночного окисления выбросов от сжигания биомассы. Комбинация лабораторных измерений и полевых наблюдений демонстрирует, что выбросы от горения биомассы быстро окисляются за ночь, а образующийся аэрозоль удивительно похож на тот, что наблюдается в городской среде зимой. Этот вновь открытый механизм был внедрен в современную модель качества воздуха, которая показала, что ночное окисление выбросов от сжигания биомассы может существенно влиять на уровни органического аэрозоля по всей территории США.

Это открытие важно по нескольким причинам. Во-первых, оно неоспоримо доказывает, что солнечный свет не требуется для быстрого образования значительных количеств окисленного аэрозоля, что меняет понимание формирования загрязнения от горения биомассы. Во-вторых, этот механизм может объяснить парадоксально высокие уровни органического загрязнения в городской среде во время зимних эпизодов смога, например, в Европе и Китае. Наконец, работа значительно повышает роль сжигания биомассы как источника загрязнения воздуха ночью, зимой и в другие периоды низкой солнечной активности, когда по всему миру часто происходят интенсивные эпизоды смога.