Выбросы автотранспорта повышают концентрацию аммиака в утренние часы зимой

Аммиак легко вступает в реакцию с кислыми газами и может способствовать образованию токсичного загрязнения воздуха. Традиционно основным источником аммиака считаются удобрения. Однако высокие уровни аммиака, измеряемые в городском воздухе, вызывают недоумение, учитывая, что города обычно расположены далеко от сельскохозяйственных угодий.

Утренний всплеск концентраций аммиака обычно происходит около 07:00–10:00 (местное время), что атмосферные химики называют утренним пиком. Это утреннее увеличение объясняется по-разному: испарением росы после восхода солнца, выбросами из почвы и растений из-за повышения температуры или опусканием аммиака из вышележащего загрязненного слоя.

Все эти объяснения имеют смысл, но один вопрос остается: откуда в первую очередь берется аммиак, уловленный росой? «Хотя выхлопные газы автомобилей упоминались в некоторых более ранних публикациях, не было надежного метода для получения количественных доказательств, объясняющих утренний рост аммиака», — сказал профессор Пан Юэпэн из Института физики атмосферы (ИФА) Китайской академии наук.

Исследовательская группа под руководством профессора Пана использовала изотопы азота для прямого отслеживания пика аммиака с часовым разрешением и выявления источников аммиака в воздухе в зимние утра. Их исследование было опубликовано в Environmental Science & Technology 20 января.

Пан и его коллеги разработали новый подход для учета фракционирования изотопов азота во время перехода аммиака из газовой фазы в частицы, что невозможно получить другими существующими методами. Этот подход позволил им найти первоначальные источники аммиака в воздухе и определить, какие источники лучше всего объясняют наблюдаемый утренний пик аммиака в городской атмосфере.

После валидации измерений методом влажно-химического отбора проб, Пан и его коллеги применили его к типичному эпизоду зимнего смога в Пекине продолжительностью семь дней.

«Наш изотопный анализ азота предоставляет доказательства того, что выбросы транспортных средств в час пик утром являются основным драйвером роста концентрации аммиака, — сказал Пан. — В городском Пекине 40 процентов наблюдаемых нами утренних концентраций аммиака происходят от выбросов автомобилей. Однако мы также обнаруживаем, что значения изотопов азота аммиака резко возрастают утром».

Эти повышенные сигналы могут служить хорошими трассерами в будущих стратегиях контроля несельскохозяйственных источников аммиака, особенно для электростанций, транспортных средств и сжигания угля, которые, как правило, имеют более высокие изотопные сигнатуры по сравнению с сельскохозяйственными выбросами.

Команда Пана также изучала выбросы аммиака в другие сезоны и в настоящее время анализирует данные. По словам Пана, пока что представляется, что тот же вывод может быть применим и к другим временам года.