Исследователи Томского государственного университета и Университета Хельсинки обнаружили новые пути формирования загрязняющих атмосферу аэрозолей, в которых участвуют природные углеводороды, выделяемые хвойными деревьями. Загрязнение аэрозольными частицами ежегодно приводит к смерти 2,9 миллиона человек, что на порядок больше, чем в результате вооруженных конфликтов. 


 
Ученые выяснили, как формируются опасные для человека аэрозоли / ©Getty images 


Статья с результатами квантово-химических расчетов опубликована в журнале Nature Communications (Q1). Доцент физического факультета ТГУ Рашид Валиев вместе с коллегами из Финляндии объяснил процессы окисления молекул терпенов в реакциях озонолиза. Это позволило обнаружить новые пути формирования аэрозолей, которые негативно влияют на климат и экологию окружающей среды. Источники терпенов, которые изучали физики, – хвойные леса.   

«Мы провели мультиреференсные квантово-химические расчеты и выяснили, что известные ранее данные об озонолизе молекул терпенов были не совсем верными. Наши расчеты показали, что значения активационных барьеров для различных путей реакции существенно отличаются от тех, что предполагались ранее, и сами реакции идут более сложным образом, – говорит один из авторов исследования Рашид Валиев. – Таким образом, с использованием экспериментальных и теоретических методов мы смогли корректно сравнить различные пути реакции озонолиза и объяснили поэтапно стадии формирования продуктов этой реакции». 


 Доцент физического факультета ТГУ Рашид Валиев. В 2021 году защитил докторскую диссертацию по специальности «Физическая химия (химические науки)» в Нижегородском государственном университете имени Н.И. Лобачевского / ©Пресс-служба ТГУ  
Доцент физического факультета ТГУ Рашид Валиев. В 2021 году защитил докторскую диссертацию по специальности «Физическая химия (химические науки)» в Нижегородском государственном университете имени Н.И. Лобачевского / ©Пресс-служба ТГУ
Терпены представляют собой важный класс летучих органических соединений и, по недавним исследованиям, могут очень быстро превращаться в аэрозоли с низкой летучестью. Однако механизм этого преобразования удалось понять только после расчетов научной группы Валиева. Ученые доказали, что избыточная энергия от начальной реакции озонолиза терпенов может привести к появлению новых промежуточных продуктов окисления без стерической деформации, это позволяет быстро образовывать продукты, содержащие до восьми атомов кислорода.

​Терпены участвуют в формировании так называемых вторичных аэрозольных частиц, которые создаются в основном при взаимодействии углеводородов с различными окислителями. Такие частицы очень опасны для людей и животных, так как глубоко проникают в легкие. Кроме того, они отражают солнечные лучи в инфракрасном диапазоне и тем самым связаны с климатическими проблемами. Поэтому изучение механизмов образования этих частиц – важная задача для атмосферной химии и физики. 

Как добавил Рашид Валиев, загрязнение аэрозольными частицами ежегодно приводит к смерти 2,9 миллиона человек – это на порядок больше, чем в результате вооруженных конфликтов. Первичные аэрозольные частицы, такие как пыль, доминируют в общей массе атмосферного аэрозоля. Но подавляющее большинство субмикронных аэрозольных частиц, ответственных за большую часть смертности из-за загрязнения воздуха, являются именно вторичными. Следующим этапом работы международного научного коллектива станет объяснение химии йода в контексте озона.

Похожие новости

  • 13/02/2019

    Супергидрофильное покрытие для индивидуальных имплантатов предложили ученые ТПУ

    ​Ученые Томского политехнического университета вместе со своими германскими коллегами из университета Дуйсбург-Эссен предложили использовать сферические наночастицы кальций-фосфата в качестве покрытия для имплантатов из сплава ВТ6.
    1677
  • 27/10/2020

    Новый сенсор в биоаналитике

    ​​Ученые Томского политехнического университета, Университета Глазго (Великобритания) и Университета химии и технологии (Чехия) первыми предложили использовать двухмерный материал — тонкие пленки из теллурида молибдена — в качестве сенсорa в биоаналитике.
    663
  • 20/09/2021

    Ученые томского вуза разработали установку, продлевающую жизнь костных имплантов на 10 лет

     Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали и передали одному из крупнейших производителей имплантатов в России - ООО "ОСТЕОМЕД-М" - оборудование для улучшения костных имплантов и медицинских инструментов.
    344
  • 26/02/2021

    Новый способ утилизации углекислого газа из атмосферы с помощью энергии плазмона предложили в ТПУ

     Исследователи Томского политехнического университета вместе с коллегами из Чехии нашли способ использования атмосферного углекислого газа для получения циклических карбонатов. Это органические соединения, которые применяют как электролиты литий-ионных батарей, «зеленые» растворители, а также при создании лекарств.
    1058
  • 15/12/2020

    Международная команда физиков изучила радиационные свойства озона

    ​​Полученные результаты помогут осуществлять контроль качества озонового слоя, который участвует в формировании атмосферы и климата Земли, влияет на качество воздуха, охраняет планету от жесткого ультрафиолетового излучения.
    724
  • 04/03/2021

    Учёные добились резкого снижения выбросов токсичных веществ

    Ученые Уральского федерального и Томского политехнического университетов придумали, как снизить выбросы вредных веществ при сжигании отходов угольного производства. Физики предложили добавлять в него опил.
    430
  • 22/03/2021

    Водородные технологии и снижение углеродного следа обсудили ТПУ и «Газпром нефть»

    В Томском политехническом университете в течение двух дней работала делегация «Газпром нефти». Специалисты компании познакомились с разработками вуза в области водородных технологий и снижения выбросов углекислого газа.
    552
  • 10/12/2020

    Томские ученые модифицируют покрытия для имплантов с помощью ксенона

    ​​​Научная коллаборация Томского политехнического университета (ТПУ), Сибирского государственного медуниверситета (СибГМУ) и Балтийского федерального университета разработала технологию нанесения кальций-фосфатных покрытий на медицинские импланты в газовой среде; исследование показало, что использование ксенона делает покрытия более долговечными, сообщает 9 декабря пресс-служба ТПУ.
    687
  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    1783
  • 10/03/2021

    Изучение планктона цифровой голографической камерой поможет экологии

    Ученые лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды РФФ ТГУ нашли способ определять загрязнения водоемов по планктону. Основной инструмент – цифровая голографическая камера.
    524