Мелкие капли дождя оказались самыми подходящими для очистки воздуха от пыли

Физики из Массачусетсткого технологического университета, США измерили, насколько эффективно капли дождя и тумана разных размеров очищают воздух от частиц пыли. Исследование опубликовано в Atmospheric Chemistry and Physics.

Авторы использовали установку, которая позволяла генерировать одиночные капли воды с заданным размером и электрическим зарядом. Они падали через колонку высотой 160 сантиметров, в которой поддерживалась определенная концентрация взвешенных частиц пыли.

После падения капля испарялась, а сухой остаток вместе с адсорбированными пылинками анализировался в масс-спектрометре. Зная размер капли и концентрацию соли в ней, авторы рассчитывали количество и общую массу адсорбированной взвеси за время падения капли. Из этих данных ученые оценивали эффективность очистки: долю адсорбированных пылинок из общего их числа, содержащегося в объеме, через который падала капля.

Оказалось, что эффективность была выше у капель меньшего размера, а также при меньшей относительной влажности воздуха. На эффективность, согласно теории, влияли такие процессы, как броуновское движение капли, а также электростатическое притяжение пылинок. Авторы показали, что полученные результаты хорошо соотносятся с теоретическими расчетами.

Ученые отметили, что ранее уже проводились работы по измерению эффективности поглощения пыли дождевыми каплями. Однако в новом эксперименте впервые удалось использовать параметры, которые соответствовали реальным атмосферным условиям. Этого удалось достигнуть благодаря анализу одиночных капель при помощи масс-спектрометрии, тогда как ранее авторы проводили измерения, накапливая большой объем упавших капель и изучая полученную жидкость, что сказывалось на чувствительности эксперимента.