Вода в смоге может указать на источники загрязнения

Ученые обнаружили химическую сигнатуру водяного пара, выделяемого источниками сгорания, такими как транспорт и отопительные системы, в смоге зимних инверсий, которые часто накрывают Солт-Лейк-Сити. Это открытие может дать исследователям новый инструмент для отслеживания источников загрязняющих веществ и углекислого газа, влияющего на климат.

Ученые из Университета Юты измерили соотношения редких и распространенных изотопов водорода и кислорода в воде и установили, что водяной пар от сжигания ископаемого топлива составляет до 13% водяного пара в смоге во время зимних инверсий в Солт-Лейк-Сити. Этот процент начинается с меньшего значения и увеличивается по мере сохранения инверсии.

«Возможно, два крупнейших источника — это автомобили и отопление домов», — говорит геохимик Гейб Боуэн, старший автор исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Водяной пар в застойных смоговых зимних инверсиях «способствует ощущению "холода" во время этих событий и, вероятно, также образованию инея и обледенению дорог», — добавляет Боуэн, доцент геологии и геофизики.

Исследование представляет новый инструмент для измерения того, сколько воды добавляется в атмосферу при сжигании топлива в автомобилях, печах, промышленности и других источниках. «Новый подход может помочь исследователям отслеживать источники выбросов парниковых газов из городов и изучать влияние воды от сгорания на городскую погоду, качество жизни и атмосферную химию», — говорится в исследовании.

Исследователи также надеются применить свой метод для измерения выбросов парниковых газов от дровяных печей или промышленных источников сгорания, производящих водяной пар. «Мы могли бы использовать его, чтобы посмотреть на эффективность сгорания — для диагностики проблем со сгоранием в автомобильных двигателях или промышленных процессах», — говорит Боуэн.

В период с 3 декабря 2013 года по 31 января 2014 года ученые измеряли концентрации CO₂ и водяного пара, а также изотопные отношения водяного пара в среднем каждые пять минут. Они обнаружили, что количество водяного пара от сгорания в воздухе тесно коррелирует с количеством углекислого газа. Ученые подсчитали, что до 13% водяного пара в инверсиях происходит от сжигания топлива. Это значительный процент, учитывая, что вода от сгорания составляет лишь 0,004% глобального круговорота воды.