生活

<p>白天橙色和黄色区域模拟羟基回收效率的世界地图显示出高回收效率,例如亚马逊雨林图像:Domenico Taraborrelli /化学MPI马克斯普朗克研究所的化学研究人员现在已经确切地阐明了羟基自由基如何氧化挥发性有机化合物,如甲烷和异戊二烯,一旦完成化学清洗任务就会被回收利用研究表明,植物自然释放的异戊二烯有助于还原和形成OH自由基,并且OH自由基的循环效率取决于关于异戊二烯数量大气层清洁能力的强大能力归功于其清洁剂的持续回收利用美因茨马克斯普朗克化学研究所的科学家们现在已经明确地阐明了分解空气中有机化合物的羟基自由基是如何被回收的根据他们的发现,可以在产生反应性分子时产生异戊二烯被分解异戊二烯被植物释放到大气中,直到现在,它只在化学清洗过程中用于消耗羟基自由基然而,似乎在低羟基浓度下,产生的大气清洁剂比去除的更多因此,异戊二烯作为一种缓冲剂,可以缓解温室气体和其他空气污染物的增加</p><p>每年有数十亿吨天然气体和人为气体被排放到地球大气中</p><p>如果这些气体没有通过化学反应去除,全球变暖会更大,空气质量更差大气中最重要的清洁剂是羟基(OH)自由基,它会氧化挥发性有机化合物,如甲烷和异戊二烯</p><p>与短寿命但高反应性的分子反应会转化这些气体成为水溶性化合物,可以通过沉淀从大气中除去但是,氧化也是如此导致臭氧和气溶胶颗粒的形成,从而影响空气质量和区域气候热带雨林上方OH基团浓度的测量结果表明,一旦完成化学清洁工作,OH自由基就会被回收</p><p>这就是大气自我清洁的原因在空气污染方面,Domenico Taraborrelli和他位于美因茨马克斯普朗克化学研究所的科学家们已经证明了相对稳定的能力现在澄清了羟基自由基的某种循环机制如何影响大气中的OH平衡</p><p>这里的关键作用是以前只知道消耗羟基自由基的物质,因为它破坏了所讨论的物质是异戊二烯挥发性有机化合物被植物大量释放到大气中,并与其他化学相关的萜烯一起释放到大气中形成精油中的主要成分之一许多植物气味的重要性据估计,植被每年产生约5亿吨异戊二烯,其中大部分是白天在热带雨林中产生的</p><p>羟基浓度决定了异戊二烯是如何分解的“我们发现该系统是多方面的,因为氧化异戊二烯有助于还原和形成OH自由基,因此它既能维持又限制自身,“Domenico Taraborrelli说,一项新研究的主要作者”因此OH自由基的循环利用效率取决于它们的数量“如果OH浓度高,回收少;如果它很低,就产生了很多“这种缓冲效应解释了为什么雨林测量的羟基浓度比大气化学模型所建议的要多得多,”Domenico Taraborrelli说道他和他的科学家们通过添加复杂的反应级联解决了这种不一致的问题</p><p>全球大气化学模型在该模型中,OH自由基首先将异戊二烯转化为过氧化氢醛(HPAL)接下来发生的事情取决于空气中OH基团的含量如果浓度低,HPAL会与分子反应由阳光引发的一系列反应中的大气氧最终导致OH自由基比形成HPAL的初始反应所消耗的更多OH如果空气中含有大量OH自由基,则HPAL的量进一步减少 因此,OH浓度下降“对于生物圈与大气之间的相互作用,OH自由基量的缓冲非常重要,因为它为大型森林提供了维持其自清洁能力的能力,”Domenico Taraborelli解释了美因茨的大气层化学家甚至怀疑人类活动释放的挥发性有机化合物可以像异戊二烯那样缓冲大气的自清洁能力“自然生态系统比我们怀疑的更好地缓冲”大气保留其清洁能力的事实面对空气污染,有可能在全球气候中处于有利地位:许多挥发性有机化合物,如甲烷,会产生强烈的温室效应;在气候变化过程中,它们可能会从更大量的天然来源中释放出来</p><p>然而,这种后果可能没有我们想象的那么严重</p><p>这是因为在气候变暖的情况下,植物预计会释放更多异戊二烯也进入大气层根据最新研究结果,较高的异戊二烯浓度导致产生更多的羟基自由基,从而清除温室气体的大气层“我们的结果也表明异戊二烯排放增加,我们预计全球变暖“不会增强气候效应,”Max Planck化学研究所主任Jos Lelieveld总结说“这表明自然生态系统及其大气环境比我们怀疑的更好缓冲”美因茨的研究人员现在想要研究大气的自我 - 清洁能力会对扰动作出反应,例如永久冻土层的甲烷释放突然爆发全球变暖正在引起混乱俄罗斯等国家的永久冻土地区解冻,这可能释放大量甲烷并加速全球变暖效应资料来源:马克斯普朗克研究所图片:

作者:钦孙