Людство викидає в атмосферу масу забруднюючих речовин, проте повітряна оболонка нашої планети певною мірою самоочищається від них. І тепер дослідники з’ясували, як вона це робить. Дослідження опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Кожен день в атмосферу Землі надходять тонни забруднюючих речовин та парникових газів, які поступово накопичуються в повітрі. Однак принаймні частина цих забруднювачів вступає в реакцію з гідроксид-іоном (ВІН –), який перебуває в повітрі, тим самим видаляє з атмосфери діоксид сірки, оксиди азоту та інші шкідливі гази.
Раніше хіміки вважали, що головним каталізатором реакції, в ході якої в атмосфері утворюються гідроксид-іони, виступає сонячне світло, або ж реакція повинна протікати в присутності металів. Однак міжнародна група дослідників з Франції, США, Швейцарії, Китаю та Ізраїлю виявила, що нічого з цього насправді не потрібно: гідроксид-іони можуть виділятися навіть в темряві з найчистішої води.
Щоб зрозуміти, як це відбувається, вчені вивчили хімічні процеси в посудинах, наповнених водою і повітрям або тільки водою, відстеживши утворення гідроксид-іонів за допомогою особливої флюоресцентної речовини, яка випускає світло при реакції з потрібними іонами. Виявилося, що і на світлі, і в темряві гідроксид-іони утворюються в посудинах з водою і повітрям однаково швидко, а ось в посудинах тільки з водою їх утворення йшло набагато повільніше.
Ймовірно, це відбувається не завдяки впливу фотонів світла на молекули води, а під впливом слабкого електричного поля, що утворюється на розділі середовищ між повітрям і водою, тобто на поверхні водних крапель. Оскільки такі краплі поширені в тропосфері повсюдно, це міжфазне джерело гідроксид-іонів повинно істотно впливати на хімічний склад і якість повітря, клімат і здоров’я людей.
Тепер вчені готуються до експериментів в реальній атмосфері в різних частинах світу, щоб скорегувати моделі забруднення і оцінити масштаби самоочищення повітряної оболонки Землі.