Том 39, номер 06, статья № 4

Аннотация:

Аэрозольные частицы, образующиеся в атмосфере в результате фотоокисления органических соединений, несут на своей поверхности реакционноспособные функциональные группы, ответственные за биологическое действие органического аэрозоля. В работе исследованы кинетика и механизм атмосферной фотонуклеации о-дихлорбензола как соединения, моделирующего хлорированные ароматические углеводороды, известные своей устойчивостью к факторам окружающей среды, а также влияние водяного пара и перекиси водорода на выход и состав аэрозольных продуктов. Концентрации и размеры образующихся частиц измеряли при помощи диффузионного спектрометра аэрозолей; состав газовых и аэрозольных продуктов фотонуклеации определяли методами высокоэффективной жидкостной хроматографии и хроматомасс-спектрометрии. С использованием констант скоростей элементарных стадий аэрозолеобразования определены механизмы образования соединений, идентифицированных в аэрозольных продуктах. Показано, что атмосферное фотоокисление дихлорбензола не приводит к фотохимической генерации озона в приземном слое воздуха; напротив, продукты фотолиза дихлорбензола способствуют разрушению озона. На основании полученных данных качественно оценен вклад выбросов, содержащих хлорированные ароматические соединения, в формирование органического аэрозоля в городском воздухе. Наличие реакционноспособных функциональных групп в аэрозольном продукте позволяет предположить его потенциально неблагоприятное биологическое воздействие. Полученные результаты могут быть использованы для моделирования фотохимических процессов в загрязненном городском воздухе.

Ключевые слова:

механизм фотонуклеации, хлорированные ароматические соединения, функциональные группы, кинетика фотонуклеации

Список литературы:

1. Zhu R.-S., Zhang H., Wang G.-J., Gu X.-B., Han K.-L., He G.-Z., Lou N.-Q. Photodissociation of o-dichlorobenzene at 266 nm // Chem. Phys. 1999. V. 248. P. 285–292.
2. Kovacevic G., Sabljic A. Mechanisms and reaction-path dynamics of hydroxyl radical reactions with aromatic hydrocarbons: The case of chlorobenzene // Chemosphere. 2013. V. 92, N 7. P. 851–856. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2013.04.041.
3. Bryukov M.G., Knyazev V.D., Gehling W.M., Dellinger B. Kinetics of the gas-phase reaction of OH with chlorobenzene // J. Chem. Phys. A. 2009. V. 113, N 39. P. 10452–10459. DOI: 10.1021/jp9040186.
4. Dubtsov S.N., Koutsenogii K.P., Levykin A.I., Skubnevskaya G.I. Photochemical aerosol formation of haloidbenzenes – comparison between theory and experiment // J. Aerosol Sci. 1995. V. 26, N 4. P. 705–7016.
5. Komae S., Sekiguchi K., Suzuki M., Nakayama R., Namiki N. Secondary organic aerosol formation from p-dichlorobenzene under indoor environmental conditions // Build. Environ. 2020. V. 174. P. 106758. DOI: 10.1016/j.buildenv.2020.106758.
6. Dichlorobenzenes // IARC Summaries & Evaluations. 1999. V. 73. P. 223. URL: https://inchem.org/documents/iarc/vol73/73-08.html.
7. Dubtsov S.N., Dultseva G.G., Dultsev E.N., Skubnevskaya G.I. Investigation of aerosol formation during benzaldehyde photolysis // J. Phys. Chem. B. 2006. 110. P. 645–649. DOI: 10.1021/jp0555394.
8. Valiulin S.V., Onischuk A.A., Baklanov A.M., Dubtsov S.N., Dultseva G.G., An’kov S.V., Rusinov V.I., Charushin V.N. An integrated aerosol setup for theraupeutics and toxicological testing: Generation techniques and measurements instrumentation // Measurement: J. Intern. Measurement Confederation. 2021. V. 181, P. 109659. DOI: 10.1016/j.measurement.2021.109659.
9. Bejan I.G., Olariu R.-I., Wiesen P. Secondary organic aerosol formation from nitrophenols photolysis under atmospheric conditions // Atmosphere. 2020. V. 11, N 12. Р. 1346. DOI: 10.3390/atmos11121346.
10. Healy R.M., Chen Y., Kourtchev I., Kalberer M., O’Shed D., Wenger J.C. Rapid formation of secondary organic aerosol from the photolysis of 1-nitronaphthalene: Role of naphthoxy radical self-reaction // Environ. Sci. Technol. 2012. V. 46, N 21. P. 11813–11820. DOI: 10.1021/es302841j.
11. Dong L., Lei Y., Lu J., He H., Yang Y., Zhu C. Photochemical reactions of benzene with chlorine radicals in atmospheric aqueous phase // J. Chem. 2024. P. 6974417. DOI: 10.1155/2024/6974417.
12. Burkholder J.B., Cox R.A., Ravishankara A.R. Atmospheric degradation of ozone depleting substances, their substitutes, and related species // Chem. Rev. 2015. V. 115, N 10. P. 3704–3759. DOI: 10.1021/cr5006759.
13. Bednarz E.M., Hossaini R., Chipperfield M.P. Atmospheric impacts of chlorinated very short-lived substances over the recent past – Part 2: Impacts on ozone // Atmos. Chem. Phys. 2023. V. 23. P. 13701–13711. DOI: 10.5194/acp-23-13701-2023.
14. Atkinson R., Baulch D.L., Cox R.A., Crowley J.N., Hampson R.F., Hynes R.G., Jenkin M.E., Rossi M.J., Troe J. Evaluated kinetic and photochemical data for atmospheric chemistry: Volume III – gas phase reactions of inorganic halogens // Atmos. Chem. Phys. 2007. V. 7. P. 981–1191. DOI: 10.5194/acp-7-981-2007.
15. Mellouki A., Ammann M., Cox R.A., Crowley J.N., Herrmann H., Jenkin M.E., V. McNeill V.F., Troe J., Wallington T.J. Evaluated kinetic and photochemical data for atmospheric chemistry: Volume VIII – gas-phase reactions of organic species with four, or more, carbon atoms (≥ C4) // Atmos. Chem. Phys. 2021. V. 21. P. 4797–4808. DOI: 10.5194/acp-21-4797-2021.