Ночью океан поглощает оксиды азота
Новые исследования на побережье южной части Калифорнии показали, что поверхность океана поглощает оксиды азота, которые накапливаются в воздухе к ночи. Команда химиков-экологов опубликовала отчет об исследовании в онлайн издании журнала Proceedings of the National Academy of Sciences от 3 марта, в котором говорится, что океан нейтрализует примерно 15 процентов этих химических веществ за ночь по всему побережью.
Оксиды азота, образующиеся в результате обработки ископаемого топлива, приводят к появлению фотохимического смога. Экологи приводят своеобразный расчет «баланса» для молекул этого вещества, который включает в себя их появление и поглощение, т.е. способ, с помощью которого вещества выводится из атмосферы.
«Один из способов, который часто не принимался в расчет, представляет собой химическую реакцию на поверхности океана, - говорит Тим Бертрам (Tim Bertram), доцент в области химии Калифорнийского университета (США), занимающийся данным исследованием. – Органическая поверхность океана соленая, она наполнена веществами и обладает возможностью вступать в различные химические реакции».
Для того чтобы проанализировать цикл переработки азота в атмосфере, ученые изучали азотный ангидрид, молекулу, которая возникает в результате окисления оксида азота. Она может вступать в реакцию с хлором, содержащимся в морской соли, и образовывать, к примеру, нитрилхлорид. Когда следующим утром на это вещество попадает солнечный свет, вещество вырабатывает оксид азота и высвобождает радикалы хлора, которые вступают в реакцию с другими молекулами, приводящую к образованию озона.
Мишель Ким (Michelle Kim), выпускница Института океанографии Калифорнийского университета, сотрудничающая с Бертрамом, измерила поток этих молекул на пирсе Института в городе Ла-Хойя (США).
В ночь на 20 февраля 2013 морской бриз обеспечил ветерок, необходимый для оценки взаимодействия воздуха и океана. В состав воздушной массы, которую измерила Ким, входили также выбросы из Лос-Анджелеса, которые сдувало к океану. Это позволило Ким определить изменение азотного ангидрида и его продукта, нитрилхлорида, в течение ночи.
Одновременно измеряя концентрацию обоих веществ, а также завихрения потока воздуха над поверхностью океана, Ким обнаружила общее движение азотного ангидрида по направлению к океану. Однако она была удивлена, не обнаружив образования нитрилхлорида в воздухе.
«Из предыдущих исследований мы знаем, что оксиды азота исчезают, сталкиваясь с различными поверхностями: брызгами морской воды, снегом и другими частицами в воздухе, - говорит Ким. – Наше исследование впервые на основе проб доказывает, что океан является лишь конечным хранилищем оксида азота, образующегося в ночное время, а не источником нитрилхлорида».
Раньше подобные измерения не производились, во многом, потому что они предполагают использование микрометерологической технологии для ответа на вопросы, связанные с атмосферной химией. Соавтор исследования Дельфин Фармер (Delphine Farmer) из Колорадского государственного университета, которая в совершенстве владеет данной технологией исследований, помогала делать измерения.
Бертрам говорит, что одна из задач исследовательской группы заключается в «преодолении отдельных сложностей в целях изучения действительных систем в их естественном состоянии, взаимосвязи природы и нашего влияния на нее».
По материалам Phys. Org.
Иван Штепа nauka21vek.ru