<p>次生有機氣溶膠(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)院的愛家族教授Nga Lee&ldquo;Sally&rdquo;Ng領(lǐng)導(dǎo)了一項研究，研究了兩種常見單萜烯(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)性有機化合物(VOCs)，它們被硝酸鹽自由基氧化是全球SOA的重要來源。具體來說，她的研究小組檢測了單萜烯&alpha;-蒎烯和檸檬烯，這兩種物質(zhì)都是從樹木中大量釋放出來的。</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)中二次有機氣溶膠形成和性質(zhì)的非線性效應(yīng)&rdquo;中，Ng的團隊發(fā)現(xiàn)，同時氧化單萜烯混合物產(chǎn)生的結(jié)果與在實驗室室內(nèi)實驗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，以前的實驗大多一次只研究一種VOC化合物。在這項研究中，吳恩達(dá)的團隊使用了先進的質(zhì)譜技術(shù)，從本體到分子水平探測了多voc反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>吳恩達(dá)說:&ldquo;我們的研究結(jié)果強調(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VOCs形成的產(chǎn)品的相互作用，以描述SOA的形成及其對氣候和健康的影響。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Ng解釋說，人們可能認(rèn)為&alpha;-蒎烯和檸檬烯在混合氧化時與分別氧化時具有相同的形成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。&ldquo;我們在同步氧化實驗中不像在順序?qū)嶒炛心菢拥玫骄€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)不會在晚上停止，&rdquo;吳恩達(dá)說。日落之后，氮氧化物化合物和臭氧可以與樹木排放的氣體發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生有機氣溶膠。&ldquo;在晚上，氧化仍然會發(fā)生，但夜間的相互作用還沒有得到很好的研究。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>吳恩達(dá)說，她希望這項研究將導(dǎo)致進一步的研究，以檢測大氣中的VOCs，以及它們是如何相互作用的。吳恩達(dá)說:&ldquo;研究兩種VOCs的相互作用真的只是一個開始。&rdquo;&ldquo;這是向前邁出的一大步，但要理解大氣的復(fù)雜性還有很長的路要走，在大氣中，數(shù)百種VOCs同時排放并發(fā)生反應(yīng)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項工作得到了美國國家科學(xué)基金會(NSF) CAREER AGS-1555034 (N.L.N)、美國國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博士后獎學(xué)金的支持。FIGAERO-HR-ToF- CIMS已通過美國國家科學(xué)基金會主要研究儀器(MRI)撥款1428738 (N.L.N)購買。</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。</p> </blockquote>