A légköri kémia kulcsa a globális és helyi légszennyezésnek

A légköri kémia kulcsa a globális és helyi légszennyezésnek
A légköri kémia kulcsa a globális és helyi légszennyezésnek
Anonim

Albuquerque, N.M. – A troposzférában zajló kémiai körforgások az emberi és természetes eredetű szennyező anyagokkal együtt megváltoztathatják a levegő összetételét, és hatással lehetnek a helyi, regionális és globális környezetminőségre, állítja egy Penn State kutatója.

A troposzféra – a Föld légkörének területe a felszíntől tíz mérföldre a felszín felett, ahol az időjárás is fennáll – a szennyezés is problémássá válik. A légkörben a kémiai reakciók összetett sorozata megváltoztathat egyes szennyező anyagokat, így azok aeroszol részecskékként vagy savas esőként csapódnak ki, és megtisztítják a levegőt.Más vegyületek a levegőben maradnak, változnak, majd újra változnak, miközben más vegyszerek reakciókat váltanak ki.

"A nagyvárosokból és a biomassza elégetéséből származó szennyezés, beleértve a hidrogén-oxidok, például az aceton és a formaldehid prekurzor gázait, amelyek a felső troposzférába kerülnek, a domináns hidrogén-oxid forrássá válhatnak, és hatékony ózontermelést eredményezhetnek" - mondja Dr. William Brune, a meteorológia professzora és a Penn State meteorológiai osztályának vezetője. "Ezek a vegyületek a leszállás előtt nagy távolságokra is szállíthatók, ami esetleg befolyásolja a távoli régiók kémiáját."

Az ózon bonyolult. A sztratoszférában az élet védelmét szolgálja a nap ultraibolya sugárzásának káros hatásaitól. A talajszinten légúti problémákat és szemirritációt okozó szennyező anyag. A napfény szétbontja az ózont, ami egy nagyon reaktív hidroxilgyököt eredményez, amely elindítja azt a folyamatot, amely eltávolít néhány szennyező anyagot a levegőből.Amikor azonban a hidroxilgyökök lebontják egyes vegyületeket, más hidrogén-oxidokat termelnek, amelyek reakcióba lépnek más szennyező anyagokkal és ózont képeznek.

"A hidroxilgyök a légkör oxidációját idézi elő azáltal, hogy a Föld felszínéről kibocsátott vegyi anyagokkal reagál, és így új vegyi anyagokat hoz létre, amelyeket könnyebben felszívnak és eltávolítanak az aeroszolok, a felhők és az eső" - mondta Brune a mai napon (január 15.)) az Amerikai Meteorológiai Társaság éves találkozóján Albuquerque-ben, N.M.

"De az oxidációs folyamat során hidroperoxil-gyökök képződnek, és az ipari szennyezőanyaggal nitrogén-monoxiddal kombinálva ózon keletkezik. A nap ezt követően lebontja ezt az ózont, hidroxl-gyököket hozva létre, és a ciklus elölről kezdődik."

A Brune a folyamatban lévő tanulmányok része, amelyek célja a hidroxilgyök és hidroperoxigyök mennyiségének mérése a légkörben a Föld különböző részein a nap különböző időszakaiban. Eddig repülőgépre szerelt berendezésekkel a Csendes-óceán déli része felett tesztelték a levegőt Hawaii, Fidzsi-szigetek, Tahiti és Húsvét-sziget közelében, az észak-atlanti repülési folyosó felett, és készülnek a Csendes-óceán nyugati része feletti repülésekre Hongkongból és Tokióból.A hidroxil- és hidroperoxigyökök mértéke a levegő kiáramlását tükrözi, amely szennyező anyagokat szállít Kínából és más ipari országokból. Az észak-atlanti repülési folyosó felett végzett tanulmány felmérte a légi közlekedés hozzájárulását az ilyen típusú szennyezéshez. Brune földi tornyokból levegőt is tesztelt Michigan alsó részén és Houstonban, Texasban.

E gyökök méréséhez speciális berendezés mintát vesz a levegőből, és lézer segítségével gerjeszti a hidroxilgyököket, hogy azok fluoreszkáljanak. A hidroxilszám ezzel a fluoreszcenciával arányos. A kutatók a hidroperoxil-gyököket úgy számolják meg, hogy nitrogén-oxidot szabadítanak fel, amely gyorsan reagál a hidroperoxillal, és így hidroxilgyököt hoz létre. Ezután megszámolják a hidroxilcsoportot, és kivonják a hidroxilcsoportot, amely a nitrogén-monoxid előtt volt.

"A michigani környezetet a fák ur alták, amelyek izoprén nevű szerves vegyületet termelnek" - mondja Brune. A hidroxilgyök izoprénnel reagálva szénhidrogén-oxid gyök keletkezik.Az, hogy a következő reakció hidrogén-oxidokat termel vagy redukál, a levegőben lévő nitrogén-oxid mennyiségétől függ.

"Az izoprén, egy természetben előforduló vegyület, az erőművek által termelt nitrogén-oxid jelenlétében nagyon reakcióképes, és sok ózont képes létrehozni" - mondja Brune. "Szeretnénk tesztelni az izoprén alapvető kémiai reakcióinak megértését." Az ózon, a hidroxilgyök és a hidroperoxigyök kémiájának összetett természete nem mindig olyan egyszerű, mint a napfény és az emberi eredetű szennyezés. Még a természetben előforduló szerves vegyületek, például az izoprén is, megfelelő körülmények között váratlan eredményeket produkálhatnak. A hidrogén-oxid-szintek, nitrogén-oxid-szintek és egyéb meteorológiai tényezők megfigyelése olyan különböző területeken, mint egy városi város, egy vidéki erdő és a Csendes-óceán, rávilágít a légkör oxidációja, az ózonképződés, a nitrogén-oxid és a hidrogén-oxidok közötti alapvető összefüggésekre.

"A légkörkutatás fő irányvonala a Földtudományhoz kötődik" - mondja Brune. "Lokálisan nézzük a dolgokat, majd regionálisan és globálisan. Ez mind helyileg érint minket."

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Az őskémiai érzékelő fejlődése, a nocicepció, kiszagolva
Olvass tovább

Az őskémiai érzékelő fejlődése, a nocicepció, kiszagolva

Amikor megfullad a csípős cigarettafüsttől, úgy érzi, mintha felégne egy falat wasabi-csipkés sushitól, vagy sírna, miközben nyers hagymát és fokhagymát vág, válaszát egy eredeti kémiai érzékelő váltja ki mintegy 500 millió éves állatfejlődés – számoltak be a Brandeis Egyetem tudósai a Nature március 18-i tanulmányában.

A gombák gyorsan változhatnak, továbbadhatják a fertőző képességet
Olvass tovább

A gombák gyorsan változhatnak, továbbadhatják a fertőző képességet

A gombák jelentős potenciállal rendelkeznek a „horizontális” génátvitelben, egy új tanulmány kimutatta, hasonlóan azokhoz a mechanizmusokhoz, amelyek lehetővé teszik a baktériumok ilyen gyors fejlődését, rezisztenssé válnak az antibiotikumokkal szemben, és más súlyos problémákat okoznak.

Marine Mr. Mom: A hím csőhalak szülnek, de némelyik döglött apa, a tanulmány szerint
Olvass tovább

Marine Mr. Mom: A hím csőhalak szülnek, de némelyik döglött apa, a tanulmány szerint

A hím csőhalak és csikóhal-unokatestvéreik az egyetlen hím, amely ténylegesen vemhes lesz és megszül, de a pipahalak valószínűleg soha nem nyerik el az Év Atyja díjat – az utódokhoz való hozzáállásuk a teljes szeretettől a teljes elhanyagolásig terjedhet, a Texas A&M Egyetem kutatóinak új eredményei szerint.