<p>次生有機(jī)氣溶膠(SOA)由大氣中自然和人為排放產(chǎn)生的極小顆粒組成。它是世界范圍內(nèi)影響氣候和人類健康的PM2.5(直徑小于2.5微米的顆粒物)的主要組成部分。</p> <p>&nbsp;</p> <p>喬治亞理工學(xué)院化學(xué)與生物分子工程學(xué)院、地球與大氣科學(xué)學(xué)院和土木與環(huán)境工程學(xué)院的愛(ài)家族教授Nga Lee&ldquo;Sally&rdquo;Ng領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)研究，研究了兩種常見(jiàn)單萜烯(許多植物中發(fā)現(xiàn)的化合物)的硝酸鹽自由基氧化對(duì)SOA的形成和性質(zhì)的影響。單萜烯是一類重要的生物性揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)，它們被硝酸鹽自由基氧化是全球SOA的重要來(lái)源。具體來(lái)說(shuō)，她的研究小組檢測(cè)了單萜烯&alpha;-蒎烯和檸檬烯，這兩種物質(zhì)都是從樹(shù)木中大量釋放出來(lái)的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在發(fā)表在《自然通訊》雜志上的論文&ldquo;多前驅(qū)體系統(tǒng)中二次有機(jī)氣溶膠形成和性質(zhì)的非線性效應(yīng)&rdquo;中，Ng的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)氧化單萜烯混合物產(chǎn)生的結(jié)果與在實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中分別氧化它們所觀察到的結(jié)果不同。鑒于VOC反應(yīng)和SOA形成的化學(xué)復(fù)雜性，以前的實(shí)驗(yàn)大多一次只研究一種VOC化合物。在這項(xiàng)研究中，吳恩達(dá)的團(tuán)隊(duì)使用了先進(jìn)的質(zhì)譜技術(shù)，從本體到分子水平探測(cè)了多voc反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>吳恩達(dá)說(shuō):&ldquo;我們的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)，與目前在大氣模型中假設(shè)的不同，應(yīng)該準(zhǔn)確地解釋由單個(gè)VOCs形成的產(chǎn)品的相互作用，以描述SOA的形成及其對(duì)氣候和健康的影響。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Ng解釋說(shuō)，人們可能認(rèn)為&alpha;-蒎烯和檸檬烯在混合氧化時(shí)與分別氧化時(shí)具有相同的形成SOA的潛力。但研究人員發(fā)現(xiàn)，&alpha;-蒎烯的SOA形成增強(qiáng)了約50%，檸檬烯的SOA形成減少了約20%。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;在這種情況下，一加一不等于二，&rdquo;吳恩達(dá)說(shuō)。&ldquo;我們?cè)谕窖趸瘜?shí)驗(yàn)中不像在順序?qū)嶒?yàn)中那樣得到線性反應(yīng)。兩種單萜烯相互作用產(chǎn)生了新產(chǎn)品。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Ng的研究檢測(cè)了硝酸鹽自由基化學(xué)顯著發(fā)生的夜間環(huán)境下&alpha;-蒎烯和檸檬烯。硝酸鹽自由基是由交通廢氣和臭氧產(chǎn)生的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;氣溶膠化學(xué)不會(huì)在晚上停止，&rdquo;吳恩達(dá)說(shuō)。日落之后，氮氧化物化合物和臭氧可以與樹(shù)木排放的氣體發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生有機(jī)氣溶膠。&ldquo;在晚上，氧化仍然會(huì)發(fā)生，但夜間的相互作用還沒(méi)有得到很好的研究。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>吳恩達(dá)說(shuō)，她希望這項(xiàng)研究將導(dǎo)致進(jìn)一步的研究，以檢測(cè)大氣中的VOCs，以及它們是如何相互作用的。吳恩達(dá)說(shuō):&ldquo;研究?jī)煞NVOCs的相互作用真的只是一個(gè)開(kāi)始。&rdquo;&ldquo;這是向前邁出的一大步，但要理解大氣的復(fù)雜性還有很長(zhǎng)的路要走，在大氣中，數(shù)百種VOCs同時(shí)排放并發(fā)生反應(yīng)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)工作得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF) CAREER AGS-1555034 (N.L.N)、美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)</p> <p>NA18OAR4310112 (N.L.N)以及喬治亞理工學(xué)院化學(xué)與生物分子工程學(xué)院(T.B.)的Eckert博士后獎(jiǎng)學(xué)金的支持。FIGAERO-HR-ToF- CIMS已通過(guò)美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)主要研究?jī)x器(MRI)撥款1428738 (N.L.N)購(gòu)買。</p> <p>&nbsp;</p> <p>引用:Masayuki Takeuchi, Thomas Berkemeier, Gamze Eris, Nga Lee Ng，&ldquo;多重前體體系中二次有機(jī)氣溶膠形成和性質(zhì)的非線性效應(yīng)&rdquo;，自然通訊，2022年12月。<a href="https://doi.org/10.1038/s41467-022-35546-1">https://doi.org/10.1038/s41467-022-35546-1</a></p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>