Los episodios densos y de niebla brumosa caracterizados por humedad relativamente alta, baja visibilidad y PM2.5 extremadamente alta han sido un dolor de cabeza para muchas megaciudades, incluidas las de China continental. Entre los contaminantes que tienen menos de 2.5 micrones de diámetro PM2.5,El sulfato en el aire es uno de los componentes más comunes de la contaminación del aire nebuloso formado atmosféricamente a través de la oxidación de dióxido de azufre SO 2 .
Si bien el vínculo reactivo-producto entre el dióxido de azufre y la formación de sulfato en el aire es de conocimiento común, los oxidantes complejos y los mecanismos que permiten esta transformación no lo son. En particular, el papel de los óxidos de nitrógeno en la producción de sulfato no está claro. La gestión de la contaminación por sulfato ha sido obviainvestigadores y gobiernos por igual, ya que no se produce directamente a partir de fuentes de contaminación, a diferencia de los óxidos de nitrógeno que se emiten claramente de los gases de escape de los vehículos, y la combustión de combustibles fósiles como el carbón, el diesel y el gas natural. Este es el primer estudio que examina sistemáticamente los múltiples roles deóxidos de nitrógeno que afectan a los oxidantes que permiten este conjunto de reacciones químicas.
En colaboración con el Instituto de Tecnología de California, un equipo de investigación dirigido por el profesor YU Jianzhen, profesor del Departamento de Química y División de Medio Ambiente y Sostenibilidad de HKUST, identificó tres regímenes de mecanismos de formación, que corresponden a los tres roles distintos que juegan los óxidos de nitrógenoen la producción de sulfato dependiendo del entorno químico. Bajo bajo NO x condiciones, NO x cataliza el ciclo de los radicales hidroxilo, un oxidante efectivo de SO 2 , y así promover la formación de sulfato. Bajo NO extremadamente alto x común en condiciones de neblina, NO x actuar como oxidantes dominantes de SO 2 y por lo tanto también promueve la formación de sulfato. Pero en un ambiente con un nivel medio-alto de NO x , dióxido de nitrógeno un miembro del NO x familia en realidad serviría como sumidero para los radicales hidroxilo que suprime la oxidación del dióxido de azufre y, por lo tanto, inhibe la formación de sulfato.
Estos hallazgos indican que para reducir los niveles de sulfato en condiciones de niebla y neblina altamente contaminadas, co-control de SO 2 y NO x las emisiones son necesarias. Sin embargo, ya que NO x inhibiría la formación de sulfato cuando sus emisiones son intermediamente altas, suprimiendo NO x en tal ambiente, elevaría los niveles de sulfato en el aire.
"Dado que el sulfato se forma atmosféricamente y no se puede controlar directamente, debemos enfocarnos en sus componentes precursores como el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno. La reducción efectiva del contenido de sulfato en el aire depende del conocimiento de la relación cuantitativa que tiene con sus precursoresEste trabajo establece el marco conceptual para delinear la relación entre el sulfato y un conjunto de sus precursores controlables, los óxidos de nitrógeno NO x - la concentración baja y extremadamente alta de NO x ambos podrían impulsar la producción de sulfato. Los responsables políticos deberían prestar atención cuando intentan controlar la emisión de NO x ", explicó el Prof. Yu.
Como el sulfato es uno de los componentes principales que conduce a la formación de neblina y la lluvia ácida, este estudio sentó las bases para formular medidas más efectivas para atacar a este contaminante principal involucrado en los eventos antes mencionados, que no solo bloquean las vistas o hacen que el agua seaambientes más ácidos, pero también comprometen la salud humana. Con una mayor comprensión y un mejor control, esto conducirá a una mejor calidad del aire y una mejor protección de la salud pública y los sistemas ecológicos en su conjunto.
Los hallazgos del equipo se publicaron recientemente en la revista científica Geociencia de la naturaleza .
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Materiales proporcionado por Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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