В работе рассматриваются данные мониторинга в зимнее время ионного состава аэрозольных частиц и малых газовых составляющих в приземной атмосфере Антверпена и Пекина. По результатам их сравнения показано, что быстрое накоплениеNO3-над Пекином в частицах дымки происходит в результате жидкофазной каталитической реакции образования сульфатов с участием ионов Mn/Fe, протекающей в быстром вырожденно-разветвленном режиме. Цикл этих превращений сопровождается в частицах попутной наработкой нитратных радикалов. Их выход в газовую фазу приводит к увеличению концентрации молекул N2O5 и быстрому накоплению нитратов. Сопряжение процессов каталитической (не фотохимической) конверсии диоксида серы в сульфаты и наработки нитратов над Пекином играет, таким образом, решающую роль в формировании минерального состава частиц дымки в атмосфере.
Содержащий сульфаты атмосферный аэрозоль в региональном масштабе влияет на качество воздуха, а в глобальном — на климат. Например, на севере Китайской равнины агломерация с населением около полумиллиарда человек систематически подвергается катастрофически быстрому загрязнению плотными дымками. В настоящей работе впервые интерпретированы свидетельства существования в атмосфере критических условий, обеспечивающих катастрофически быструю наработку сульфатов и нитратов в частицах, а вместе с подходящими метеоусловиями (температура, относительная влажность, застойные явления в атмосфере и др.) — и возникновение в атмосфере аэрозольной дымки. Показано, что реализация быстрого и незатухающего накопления сульфатов в вырожденно-разветвленном режиме каталитического процесса с участием ионов переходных металлов для заданной влажности воздуха в атмосфере, загрязненной оксидами серы и азота, возможна лишь при превышении пороговой концентрации аммиака в воздухе. Одновременно с этим нарастает и скорость наработки нитратов, что вызвано сопряжением процессов образования сульфатов и нитратов. Это влечет за собой увеличение интенсивности поглощения из воздуха влаги и аммиака, обеспечивающее незатухающий и быстрый рост массовой концентрации частиц аэрозольной дымки в атмосфере.
Индексирование
Scopus
Crossref
Higher Attestation Commission
At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation