Gespannen, wazige mistafleveringen gekenmerkt door een relatief hoge luchtvochtigheid, slecht zicht en extreem hoge PM2,5 hebben veel megasteden hoofdpijn bezorgd, inclusief die op het vasteland van China. Onder verontreinigende stoffen met een diameter van minder dan 2,5 micron (PM2,5), sulfaat in de lucht is een van de meest voorkomende componenten van wazige luchtverontreiniging die atmosferisch wordt gevormd via de oxidatie van zwaveldioxide (SO ₂ ).

Hoewel de link tussen reactant en product tussen zwaveldioxide en sulfaatvorming in de lucht algemeen bekend is, de complexe oxidanten en mechanismen die deze transformatie mogelijk maken, zijn dat niet. Vooral, de rol van stikstofoxiden bij de productie van sulfaat is onduidelijk. Het beheersen van sulfaatvervuiling heeft zowel onderzoekers als regeringen achtervolgd, Het wordt niet rechtstreeks geproduceerd uit bronnen van vervuiling, in tegenstelling tot stikstofoxiden, die duidelijk worden uitgestoten door uitlaatgassen van voertuigen en de verbranding van fossiele brandstoffen, waaronder steenkool, diesel en aardgas. Dit is de eerste studie die systematisch de meerdere rollen van stikstofoxiden onderzoekt bij het beïnvloeden van oxidatiemiddelen die deze reeks chemische reacties mogelijk maken.

In samenwerking met het California Institute of Technology, een onderzoeksteam onder leiding van prof. YU Jianzhen, Professor bij HKUST's Department of Chemistry and Division of Environment and Sustainability, identificeerde drie vormingsmechanismeregimes die overeenkomen met de drie verschillende rollen die stikstofoxiden spelen bij de productie van sulfaat, afhankelijk van de chemische omgeving. Onder laag NEE _x voorwaarden, NEE _x katalyseert de cyclus van hydroxylradicalen, een effectieve oxidant van SO ₂ , en bevordert zo de vorming van sulfaat. Onder extreem hoge NO _x niveaus die vaak voorkomen in mistige omstandigheden, NEE _x typen fungeren als dominante oxidanten van SO ₂ en dus ook de vorming van sulfaat bevorderen. Maar in een omgeving met een middelhoog NO .-gehalte _x , stikstofdioxide (een lid van de NO _x familie) zou eigenlijk dienen als een gootsteen voor hydroxylradicalen, die de oxidatie van zwaveldioxide onderdrukt en dus de vorming van sulfaat remt.

Deze bevindingen geven aan dat om de sulfaatniveaus in sterk vervuilde nevel-mistomstandigheden te verlagen, co-controle van SO ₂ en nee _x uitstoot is noodzakelijk. Echter, sinds NEE _x zou de vorming van sulfaat remmen wanneer de emissies gemiddeld hoog zijn, NEE onderdrukken _x in een dergelijke omgeving zou dus het sulfaatgehalte in de lucht stijgen.

"Omdat sulfaat atmosferisch wordt gevormd en niet direct kan worden gecontroleerd, we moeten ons richten op de voorlopercomponenten (zoals zwaveldioxide en stikstofoxiden). Effectieve vermindering van het sulfaatgehalte in de lucht is afhankelijk van kennis van de kwantitatieve relatie die het heeft met zijn voorlopers. Dit werk legt het conceptuele kader om de relatie tussen sulfaat en een set van zijn controleerbare voorlopers af te bakenen, stikstofoxiden (NO _x )—de lage en extreem hoge concentratie NO _x kunnen beide de productie van sulfaat aanwakkeren. De beleidsmakers moeten letten op wanneer ze de uitstoot van NO . proberen te beheersen _x , " verklaarde prof. Yu.

Aangezien sulfaat een van de belangrijkste componenten is die leidt tot nevelvorming en zure regen, deze studie legde de basis voor het formuleren van effectievere maatregelen voor het aanpakken van deze belangrijke vervuiler die bij dergelijke evenementen betrokken is - die niet alleen de uitzichten blokkeren of aquatische omgevingen zuurder maken, maar brengt ook de menselijke gezondheid in gevaar. Met meer begrip en betere controle, dit zal leiden tot een betere luchtkwaliteit en een betere bescherming van de volksgezondheid en de ecologische systemen als geheel.

De bevindingen van het team zijn onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuur Geowetenschappen .