Том 37, номер 06, статья № 1

Аннотация:

Исследован вклад карбонильных соединений в образование атмосферного органического аэрозоля в присутствии типичных загрязнителей городской атмосферы. Альдегиды и кетоны, поступающие в атмосферу из природных и антропогенных источников, идентифицированы методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Натурные измерения проведены на территории Новосибирского научного центра и в прилегающих лесных массивах. Обнаружено, что при переносе типичных газообразных загрязнителей городского воздуха (оксиды азота, озон) в воздух лесных массивов, а биогенных соединений (алкенов, альдегидов) на территорию города резко меняются кинетика и механизм образования органического аэрозоля по сравнению с процессами в типичной городской атмосфере. Так, в присутствии озона выход аэрозольных продуктов фотонуклеации формальдегида, ацетальдегида и пропаналя увеличивается в 4–8 раз, а бензальдегида и акролеина уменьшается в 5 и 30 раз соответственно, тогда как для ароматических замещенных альдегидов и фурфураля выход аэрозоля увеличивается незначительно (до 30%). Полученные результаты позволяют проводить количественные оценки мощности природных и антропогенных источников органического аэрозоля в условиях лесостепной зоны Западной Сибири и прогнозировать биологическое действие образующегося аэрозоля при разных сочетаниях выбросов.

Ключевые слова:

химия атмосферы, альдегиды, фотонуклеация, механизм аэрозолеобразования, кинетическое моделирование

Список литературы:

1. Liu Yaw, Liu Yam, Wang M., Dong X., Zheng Y., Shrivastava M., Qian Y., Bai H., Li X., Yang X.-Q. Anthropogenic–biogenic interaction amplifies warming from emission reduction over the southeastern US // Environ. Res. Lett. 2021. V. 16, N 12. DOI: 10.1088/ 1748-9326/ac3285.
2. Porter W.C., Jose L. Jimenez J.L., Kelley C. Barsanti K.C. Quantifying atmospheric parameter ranges for ambient secondary organic aerosol formation // ACS Earth Space Chem. 2021. V. 5, N 9. P. 2380–2397. DOI: 10.1021/acsearthspacechem.1c00090.
3. Sasidharan S., He Y., Akherati A., Li Q., Li W., Cocker D., McDonald B.C., Coggon M.M., Seltzer K.M., Pye H.O.T., Pierce J.R., Jathar Sh.H. Secondary organic aerosol formation from volatile chemical product emissions: Model parameters and contributions to anthropogenic aerosol // Environ. Sci. Technol. 2023. V. 57, N 32. P. 11891–11902. DOI: 10.1021/acs.est.3c00683.
4. Franklin E.B., Yee L.D., Wernis R., Isaacman-Van Wertz G., Kreisberg N., Weber R., Zhang H., Palm B.B., Hu W., Campuzano-Jost P., Day D.A., Manzi A., Artaxo P., De Souza R.A.F., Jimenez J.L., Martin S.T., Goldstein A.H. Chemical signatures of seasonally unique anthropogenic influences on organic aerosol composition in the central Amazon // Environ. Sci. Technol. 2023. V. 57, N 15. P. 6263–6272. DOI: 10.1021/acs.est.2c07260.
5. Barua Sh., Iyer S., Kumar A., Seal P., Rissanen M. An aldehyde as a rapid source of secondary aerosol precursors: Theoretical and experimental study of hexanal autoxidation // Atm. Chem. Phys. 2023. V. 23, N 18. P. 10517–10532. DOI: 10.5194/acp-23-10517-2023.
6. Bianchi F., Kurtén T., Riva M., Mohr C., Rissa­nen M.P., Roldin P., Berndt T., Crounse J.D., Wen­nberg P.O., Mentel T.F., Wildt J., Junninen H., Jokinen T., Kulmala M., Worsnop D.R., Thornton J.A., Donahue N., Kjaergaard H.G., Ehn M. Highly oxygenated organic molecules (HOM) from gas-phase autoxidation involving peroxy radicals: A key contributor to atmospheric aerosol // Chem. Rev. 2019. V. 119, N 6. P. 3472–3509. DOI: 10.102/acs.chemrev.8b00395.
7. Atkinson R. Rate constants for the atmospheric reactions of alkoxy radicals: An updated estimation method // Atmos. Environ. 2007. V. 41, N 38. P. 8468–8485. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2007.07.002.
8. Valiulin S.V., Onischuk A.A., Baklanov A.M., Dubtsov S.N., Dultseva G.G., An’kov S.V., Tolstikova T.G.,Rusinov V.L., Charushin V.N. An integrated aerosol setup for therapeutics and toxicological testing: Generation techniques and measurement instrumentation // Measurement. 2021. V. 181. Art. 109659. DOI: 10.106/j.measurement.2021.109659.
9. Кейко А.В. Программа NICK (Numerical Instrument for Chemical Kinetics), версия 2.2. Иркутск, 1996. 26 с. (Препр. / Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева).
10. Wang G., Iradukunda Y., Shi G., Sanga P., Niu X., Wu Zh. Hydroxyl, hydroperoxyl free radicals determination methods in atmosphere and troposphere // J. Environ. Sci. 2021. V. 99. P. 324–335. DOI: 10.1016/j.jes.2020.06.038
11. Дульцева Г.Г., Немова Е.Ф., Дубцов С.Н., Плохотниченко М.Е. Аэрозолеобразующий потенциал продуктов атмосферного фотоокисления биогенных органических соединений // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 6. С. 437–440; Dultseva G.G., Nemova E.F., Dubtsov S.N., Plokhotnichenko M.E. Aerosol generating potential of the products of atmospheric photooxidation of biogenic organic compounds // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 5. P. 545–548. DOI: 10.1134/ S1024856020050073.