Современные угольные электростанции производят больше мельчайших частиц пыли, чем дорожное движение, и даже могут изменять и перераспределять характер осадков, показывает новое 15-летнее международное исследование.
Исследование показывает, что системы фильтрации на современных угольных электростанциях являются крупнейшим источником ультрадисперсных частиц и могут оказывать значительное воздействие на климат несколькими способами.
В городских районах дорожное движение долгое время считалось основным источником выбросов мелких частиц, которые потенциально могут неблагоприятно влиять на здоровье и окружающую среду.
Однако долгосрочные измерения, проведенные двумя учеными, профессором Вольфгангом Юнкерманом из Технологического института Карлсруэ (KIT) в Германии и профессором Йоргом Хакером из Airborne Research Australia, которые связаны с Университетом Флиндерса, выявили источник, особенно влияющий на региональный климат: современные угольные электростанции.
В бюллетене Американского метеорологического общества исследователи сообщают, что угольные электростанции явно выделяют большое количество ультрадисперсных частиц (UFP) благодаря технологии фильтрации выхлопных газов. Основные выводы долгосрочного исследования:
- Современные угольные электростанции выбрасывают в атмосферу больше UFP, чем городской дорожный транспорт
- УФП может нанести вред здоровью человека
- UFP может повлиять на распределение осадков в локальном и региональном масштабах за счет увеличения количества ядер конденсации
- UFP может переноситься в слоях с высокой концентрацией на сотни километров, а затем приводить к локальным «событиям с частицами» (резкие всплески кратковременных концентраций частиц на земле) далеко от их источника.
Исследование также показало, что концентрация UFP постоянно увеличивается с тех пор, как современные угольные электростанции были введены в эксплуатацию во многих местах по всему миру.
Для измерительных полетов в Европе, Австралии и даже в Мексике и Внутренней Монголии исследовательская группа использовала два довольно необычных небольших исследовательских самолета, самый полный в мире мотопланер в Австралии и «трайк», разработанный в Германии. стать самым маленьким пилотируемым исследовательским самолетом в мире.
Летающие лаборатории оснащены высокочувствительными приборами и датчиками для измерения частиц пыли, следовых газов, температуры, влажности, ветра и энергетического баланса.
«Два наших исследовательских самолета особенно подходят для отслеживания шлейфов дымовых труб по ветру на сотни километров и детального изучения их поведения», - говорит профессор Хакер из Airborne Research Australia (ARA) в Южная Австралия.
Затем ученые связали эти данные с метеорологическими наблюдениями и использовали модели рассеивания и переноса, чтобы проследить их происхождение.
Таким образом, мы обнаружили, что электростанции, работающие на ископаемом топливе, на протяжении многих лет становятся сильнейшими отдельными источниками ультрадисперсных частиц во всем мире. Они оказывают огромное влияние на метеорологические процессы и могут вызывать экстремальные погодные явления, включая интенсивные дожди.
«Из-за перераспределения осадков это может привести к более засушливым, чем обычно, условиям в некоторых местах и к необычно обильным и продолжительным сильным дождям в других местах», - говорит профессор Хакер.
При диаметре менее 100 нм UFP оказывают огромное влияние на экологические процессы, способные влиять на свойства облаков и осадков, говорится в статье.
«UFP предлагают поверхности для химических реакций в атмосфере или могут влиять на свойства облаков и осадков», - говорит профессор Юнкерманн.
На открытой природе лесные пожары, пыльные бури или извержения вулканов производят мелкие частицы, но в основном не в нанометровом диапазоне.
Чтобы изучить существование, процессы распределения и переноса UFP, исследователи летали своими приборами не только рядом с угольными электростанциями или с подветренной стороны, но и над отдаленными регионами, где в прошлом измерялись очень низкие концентрации UFP. на уровне земли.
В частности, в регионах с заметной тенденцией к выпадению осадков, таких как внутренние районы Западной Австралии и Квинсленда, исследователи обнаружили, что концентрации UFP постоянно увеличивались и могут быть связаны с выбросами, производимыми угольными электростанциями и нефтеперерабатывающими заводами.
"Очистка выхлопных газов происходит в условиях, оптимальных для нового образования частиц. В выхлопные газы добавляется аммиак, чтобы преобразовать оксиды азота в безвредные воду и азот", - говорит профессор Юнкерманн.
В то же время аммиак доступен при правильном соотношении компонентов смеси для образования частиц, в результате чего его концентрация в выхлопных газах становится высокой. Исследователи обнаружили, что после выброса на высоту 200-300 м из дымовых труб очень мелкие частицы обычно распространяются на несколько сотен километров в зависимости от погодных и климатических условий в атмосфере.