В атмосферу попадает огромное количество загрязняющих веществ, но воздушная оболочка Земли обладает способностью к самоочищению. Недавно ученые установили механизмы этого процесса.
Ежедневно в атмосферу Земли попадают тонны загрязняющих веществ и парниковых газов, которые со временем накапливаются в воздухе. При этом, как минимум, часть этих загрязнителей взаимодействует с находящимися в воздухе гидроксид-ионом (ОН—), который тем самым удаляет из атмосферы диоксид серы, оксиды азота и другие вредные газы.
Химики ранее считали, что для образования гидроксид-ионов в атмосфере необходим солнечный свет или присутствие металлов. Однако международная группа исследователей из Франции, США, Швейцарии, Китая и Израиля выяснила, что это не так: гидроксид-ионы способны образовываться даже в темноте из абсолютно чистой воды.
Для выяснения механизма этого явления, исследователи проанализировали химические процессы, протекающие в сосудах, содержащих воду и воздух или только воду. Образование гидроксид-ионов было отслежено с помощью флюоресцирующего вещества, которое излучает свет при взаимодействии с этими ионами. Результаты показали, что скорость образования гидроксид-ионов в сосудах с водой и воздухом не отличается, как при освещении, так и в темноте, в то время как в сосудах, содержащих только воду, этот процесс протекал значительно медленнее.
Скорее всего, этот процесс обусловлен воздействием слабого электрического поля, формирующегося на границе раздела между воздухом и водой – на поверхности водных капель, а не воздействием фотонов света на молекулы воды. Поскольку такие капли распространены в тропосфере повсеместно, этот межфазный источник гидроксид-ионов должен существенно влиять на химический состав и качество воздуха, климат и здоровье людей.
В настоящее время исследователи планируют проведение экспериментов в различных регионах мира, чтобы уточнить модели загрязнения и определить возможности естественного самоочищения атмосферы Земли.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.