Звідки в повітрі береться зайва мурашина кислота?

Хіміки з Німеччини запропонували механізм, за яким в атмосфері синтезується велика частина мурашиної кислоти.


Кислотні дощі зазвичай пов'язують з «поганою» екологією. Оксиди сірки та азоту, що містяться в продуктах спалювання вугілля, газу або нафтопродуктів, потрапляючи в дощові краплі, перетворюються на розчини відповідних кислот. Звичайно, з неба на нас поки що не буде капати концентрована сірчана кислота, як на Венері, але і хорошого від кислих дощів нічого немає: вони шкодять флорі і фауні, закисляють грунт і водойми, псують архітектурні споруди. Однак підкисляти хмари «придумав» зовсім не людина - за нього це успішно робила і робить сама природа за допомогою мурашиної кислоти.


Якусь кількість цієї найпростішої органічної кислоти виділяють у повітря рослини і деякі тварини, наприклад лісові мурахи. Але той обсяг кислоти, який реєструється в земній атмосфері, ніяк не вийде пояснити за допомогою одних тільки мурашників та дерев з кущами. Навіть з урахуванням викидів від усіх заводів, фабрик і пароплавів нам все рівне залишиться десь знайти ще 80-90% від поточного обсягу атмосферної мурашиної кислоти. Це означає, що кислота утворюється безпосередньо в атмосфері в результаті хімічних реакцій, все питання - в яких?

Довгий час вважалося, що джерелом мурашиної кислоти служить поступове окислення формальдегіду у водяних краплях. Формальдегід же утворюється в результаті окислення різних летючих органічних речовин, наприклад, ізопрена, який у великій кількості виділяється рослинами. Частина мурашиної кислоти випаровується в атмосферу з поверхні краплі, а решта повертається на землю разом з дощем або снігом. Проблема в тому, що потужності такого повітряно-крапельного хімічного конвеєра категорично не вистачає, щоб пояснити велику кількість мурашиної кислоти, яка визначається, наприклад, із супутників.

Група вчених з Юліхського дослідницького центру (Німеччина) запропонувала механізм, який допомагає пояснити, звідки береться «відсутня» кислота. Вони придивилися уважніше до однієї хімічної речовини - метандіолу, який утворюється при взаємодії формальдегіду зі звичайною водою. Це досить нестійке з'єднання, яке може легко розвалитися назад на формальдегід і воду, або чим-небудь окислитися і перетворитися на мурашину кислоту. Вважалося, що часу життя метандіола всередині краплі недостатньо, щоб він якось вплинув на атмосферну хімію, але, як пишуть дослідники в Nature, це зовсім не так.

Виявилося, що суттєва частка метандіолу все-таки встигає випаруватися з поверхні краплі і окислитися до мурашиної кислоти вже в атмосфері. Якби метандіол окислився всередині краплі, то подальша доля кислоти залежала б від долі краплі: або вона випарується, і весь її вміст опиниться в атмосфері, або вона випаде на землю у вигляді осаду, забравши з собою всю напрацьовану «хімію». Метандіол, який вирвався за межі краплі, перетворившись потім на мурашину кислоту і довше затримавшись у повітрі, збільшує тим самим концентрацію кислоти в атмосфері. За розрахунками дослідників за «метандіольним» механізмом утворюється приблизно в чотири рази більше мурашиної кислоти, ніж за будь-яким іншим хімічним процесом в атмосфері. Ця кількість знижує pH дощової води на три десятих, що корисно враховувати при моделюванні різних процесів, наприклад, кислотному балансі водойм.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND