Výzkumníci vedení Neilem M. Donahuem z Carnegie Mellon University prokázali, že polotěkavé organické sloučeniny mohou snadno difundovat do miliard drobných atmosférických částic, které obývají vzduch a snadno se mezi nimi pohybovat. Zjištění, publikovaná v raném online vydání Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), poskytují lepší pochopení toho, jak se organické částice chovají v atmosféře.
Vzduch je plný mikroskopických vzdušných částic zvaných aerosoly. Aerosoly mohou pocházet z přírodních zdrojů, jako jsou požáry nebo mořská sprška, nebo mohou pocházet z lidských zdrojů, jako jsou emise z automobilů a elektráren. Jak aerosolové částice cestují atmosférou, setkávají se s dalšími populacemi částic a chemicky se vyvíjejí, což vede k husté polévce oxidované organické hmoty. Zatímco mnoho atmosférických částic začíná příliš malých na to, aby ovlivnily klima, s tím, jak rostou, jejich potenciál ovlivnit klima se zvyšuje. Pochopení toho, jak se tyto částice mění, je zásadní pro pochopení toho, jak ovlivňují životní prostředí a lidské zdraví.
Jak částice rostou a cestují atmosférou, zachycují materiál zvaný sekundární organický aerosol (SOA). Velká část SOA se skládá ze semi-těkavých organických sloučenin (SVOC), které mohou difundovat do částic – pohybují se od jedné částice, vstupují do plynné fáze a pohybují se k další částici.
V poslední době došlo ke sporům o to, zda jsou SVOC schopny difundovat do „skelných“atmosférických částic. Pokud SVOC nemohou difundovat do těchto částic, nebudou na nich kondenzovat, což zpomalí rychlost růstu částic.
"Naše práce ukazuje, že některé částice jsou za sucha trochu křupavé - jsou sklovité - ale po navlhčení se změní na mazlavé; ve většině podmínek se polotěkavé sloučeniny rozptýlí na částice docela snadno, “řekl Donahue, lord profesor chemie na Mellon College of Science a profesor chemického inženýrství a inženýrství a veřejné politiky na Vysoké škole inženýrství. Donahue je také členem Center for Atmospheric Particle Studies (CAPS) na Carnegie Mellon University, které je lídrem ve studiu chemie atmosférických částic a dokončilo průlomové studie, které odhalují, jak se tyto atmosférické částice v průběhu času mění.
V současné studii použil doktorand chemie Qing Ye hmotnostní spektrometrii s jednou částicí, aby zjistil, zda SVOC difundují z jedné skupiny částic do druhé, čímž se zvyšuje složitost částic. Podívali jste se na dva různé typy sekundárních organických aerosolů vzniklých oxidací organických plynů: alfa-pinen, molekulu vydávanou borovicemi, a toluen, aromatický uhlovodík v benzínu, který se také často používá jako rozpouštědlo nebo při výrobě. průmyslových materiálů. Zkombinovala dvě populace částic, z nichž jedna byla izotopicky označena, a měřila populace v průběhu času. V částicích alfa-pinenu se izotopy ze značených částic snadno odpařily na neznačené částice. Částice toluenu také snadno difundovaly, ale pouze pokud byla relativní vlhkost vyšší než 30 procent.
Zjištění ukazují, že SVOC se mohou pohybovat mezi atmosférickými částicemi, ale podmínky, za kterých mohou cestovat, závisí na původním zdroji částice.
