2014年12月26日
美国东南部是一个天然的实验室科学家研究人类活动和树木发出的化学物质相互作用,影响空气质量和气候。
莎莉Ng, NSF奖的首席研究员和助理教授在乔治亚理工学院的化学和生物分子工程和地球和大气科学学院站内设施。
一项新的研究发现,某些汽车和燃煤电厂排放的推广过程,将天然树木排放转化为有机气溶胶。有机气溶胶占了很大一部分的环境颗粒物(PM)会影响气候,空气质量和人体健康。
结合实验室研究和环境测量多个站点,在亚特兰大,乔治亚州,阿拉巴马州和农村,科学家发现,二氧化硫和氮氧化物直接和显著调节形成气溶胶产生的挥发性有机化合物的树木。
“这个发现污染控制来说是个好消息。如果我们能够进一步减少二氧化硫和氮氧化物排放,我们不仅会减少硫酸盐气溶胶有机气溶胶,从而降低总气溶胶负担在美国东南部,”李Nga (Sally) Ng说,他是这项研究的合作者之一,助理教授在乔治亚理工学院的化学和生物分子工程和地球和大气科学学院。其他的佐治亚理工学院的合作者包括教授罗德尼·韦伯和Athanasios nene格鲁吉亚电力学者和卡伦啄的教员。
这项研究是由美国国家科学基金会(NSF),美国环境保护署(EPA)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)。这项研究是12月22日发表在《美国国家科学院院刊》上。
多年以来,科学家就已经知道人造污染物可以与vegetation-emitted有机化合物,他们变成了尘埃粒子。这些粒子可能会影响空气质量、人类健康和气候。然而,在多大程度上和人造污染如何影响气溶胶形成的植被环境环境是知之甚少。
人为硫酸盐,主要由燃煤电厂氮氧化物,生产的主要是汽车尾气排放,控制43总数的70%有机气溶胶测量负载夏季期间在美国东南部,研究发现。
根据这项研究,从某些树气溶胶排放的形成是由大量的硫酸直接控制,而不是粒子水或粒子酸度由之前的研究建议。这是令人惊讶的,但似乎在美国东南部排除它们的颗粒有足够的水和酸性气溶胶形成的控制因素。研究进一步表明,夜间气溶胶化学比之前认为的更重要。
“晚上气溶胶化学不停止,”Ng说。日落之后,氧化氮的化合物和臭氧可以反应生产有机气溶胶排放的树木。
这些发现可能有助于改善空气质量和气候模拟地区anthropogenic-biogenic互动大大有助于形成气溶胶,Ng说。
为了揭开驱使粒子形成的复杂性,研究人员收集的数据使用先进的气溶胶质谱技术在环境领域的研究,结合粒子为液体取样器,和云凝结核计数器,它量化了气溶胶化学成分和其吸收水的能力。收集的数据,结合国家艺术ISORROPIA热力学模型,揭示了贡献有机物种和硫酸的酸性和水吸收。全面的多元线性回归分析表明,硫酸,不相关的水吸收或酸度,负责有机气溶胶测量水平。这项研究还使用了佐治亚理工学院环境室设施调查夜间条件下气溶胶形成和化学成分在严格的实验室环境中,这是由美国环境保护署的一位职业生涯早期授予Ng。
这项研究的结果是美国最大的大气化学领域几十年来项目——东南大气研究(SAS),发生在2013年阿拉巴马州的塔拉国家森林。主动召集了几十个国家和国际机构。研究团队使用机载仪器和地面网站了解更多关于该地区的大气化学。收集的数据也在亚特兰大地区的4个部位注射超过两年,作为美国环境保护署(EPA)清洁空气研究中心格鲁吉亚。
“研究这种类型的化学和理解人为污染物与自然排放,美国东南部是最好的地方,”Ng说。
“我们看到证据,这在先前的研究中可能影响许多年前。这项研究的结果提供了一个连贯的理解的交互和允许我们建立一个全面的图片,”韦伯说。
佐治亚理工学院正在开发一种清洁空气研究中心的美誉,是空气污染和流行病学中心东南部(柱身),埃默里大学的共同努力,已经收到了800万美元的资金。五年了。Ng, nene韦伯乔治亚理工大学和其他研究人员最近获得的主要研究工具(MRI)项目授予来自美国国家科学基金会(NSF),总计约700000美元,购买一个技术发展水平,特点高分辨率质谱仪,可以识别气体和气溶胶粒子的组成部分。
来源:http://www.gatech.edu/