物理科技生物学-PHYICA

新鲜的海水原小雪喷雾在空气中漂浮后会变酸

地球 2022-07-26 00:00:14

作者辛西娅·狄龙,加州大学圣地亚哥分校 显示海喷雾气溶胶比海水酸性更强的图表

“酸碱度”是酸度的量度,一个酸碱度单位的减少意味着酸度增加10倍

左边的四条显示的是小气溶胶的pH值,“TSP”指的是“总悬浮颗粒物”,主要是大气溶胶

信用:Angle等

,美国国家科学院学报,2020 气溶胶无处不在

这些微小的液体或固体颗粒存在于大气中,来自自然和人工资源,如火山、海洋、化石燃料和农业

从小于最小病毒的宽度到大约人类头发的直径,气溶胶对气候和人类健康的影响是巨大的

气溶胶也可以被描述为变暖,如在黑暗的煤烟中,或者变冷,如在海洋喷雾中

加州大学圣地亚哥分校化学和生物化学杰出教授维基·格拉斯安和研究生凯尔·安格尔研究了这个很酷的版本,发现海洋喷雾气溶胶在产生后的两分钟内变得更加酸性

当气泡破裂,海浪撞击海洋表面时,海洋喷雾气溶胶就产生了

在这项研究之前,科学家们认为,水状颗粒一旦产生,就需要时间——几天或几周——来变“酸”

“但是格拉斯安和安格尔,以及来自环境化学气溶胶影响中心的一组研究人员,包括来自加州大学圣地亚哥分校、科罗拉多州立大学、威斯康星大学麦迪逊分校和加州大学戴维斯分校的研究人员,证明了气溶胶的酸性也取决于大小——较小的颗粒比较大的颗粒更具酸性

该论文的第一作者安格尔说:“最小的粒子在两分钟内变得比海洋酸性大10万倍。”该论文发表在《美国国家科学院院刊》在线版上

“我预计这种情况会发生在已经与污染相互作用了几天的粒子上,但在新鲜的海水喷雾中看到它是一个有趣的发现

" 根据安格尔的说法,这一发现在化学上很重要,因为气溶胶的性质和反应性随着粒子的酸性而变化

例如,有害污染物二氧化硫在酸性气溶胶的界面上更快地被氧化成硫酸盐

硫酸盐可以继续在大气中充当云的种子

因此,科学界寻求理解这些转变,以便预测云的形成并最终理解气候变化

斯克里普斯海洋学研究所水力学实验室波浪水槽中的海浪和浪花的视频

信用:维克多或 对于更广泛的公众来说,这些结果对空气质量有着重要的影响

安格尔说:“更多的酸性颗粒会增加肺部压力,所以我们必须了解酸性气溶胶的原因。”

试金石 像在高中化学实验室一样,进行这项研究的基础包括石蕊测试,用来确定一种物质是酸性还是碱性/碱性

“如果你把石蕊试纸浸入柠檬汁或醋中,它会变红,告诉你这些液体是酸性的

如果你把它浸在海水中,它会变成蓝色,因为海洋更碱性,”安格尔解释说

“当我根据大小分离出海喷雾气溶胶并在上面涂上石蕊试纸时,我发现大的像番茄汁一样酸性,小的像柠檬汁一样酸性

这表明从海水中产生的颗粒具有不同于原始海水的酸碱度

" 根据格拉斯安的说法,这是一个意想不到的发现,增加了对海洋喷雾气溶胶的理解,海洋喷雾气溶胶是地球大气的重要组成部分

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