يتكون الهباء العضوي الثانوي (SOA) من جزيئات صغيرة للغاية تتولد في الغلاف الجوي من الانبعاثات الطبيعية، والانبعاثات من صنع الإنسان.
وهو مكون رئيسي لـ PM2.5 (الجسيمات التي يقل قطرها عن 2.5 ميكرومتر) في جميع أنحاء العالم المعروف بتأثيره على المناخ وصحة الإنسان.
قادت سالي لي نج، أستاذة عائلة الحب في كلية الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية بجامعة جورجيا للتكنولوجيا ، وكلية علوم الأرض والغلاف الجوي، وكلية الهندسة المدنية والبيئية، دراسة للتحقيق في تكوين وخصائص SOA من نترات الراديكالية أكسدة اثنين من monoterpenes الشائعة، وهي مركبات موجودة في العديد من النباتات، تمثل Monoterpenes ، فئة مهمة من المركبات العضوية المتطايرة الحيوية (VOCs) وأكسدتها بواسطة جذور النترات هي مصدر كبير للخدمية على مستوى العالم، على وجه التحديد ، قام فريق بحثها بفحص monoterpenes α-pinene و limonene ، وكلاهما ينبعث بكميات كبيرة من الأشجار.
في النتائج المنشورة في مجلة Nature Communications ، وجد فريقلي نج، أن الخلائط المؤكسدة من monoterpenes أنتجت في وقت واحد نتائج مختلفة عن تلك التي لوحظت من خلال الأكسدة بشكل منفصل في تجارب الغرفة المختبرية.
نظرًا للتعقيد الكيميائي لتفاعلات المركبات العضوية المتطايرة وتكوين SOA ، فإن التجارب السابقة في الغالب درست مركبًا واحدًا فقط من المركبات العضوية المتطايرة في المرة الواحدة. في هذه الدراسة، استخدم فريق لي نج، تقنيات مطياف الكتلة المتقدمة لفحص كيمياء تفاعلات المركبات العضوية المتطايرة المتعددة من المستوى السائب إلى المستوى الجزيئي.
قالت نج، إن “نتائجنا تسلط الضوء على أنه على عكس ما هو مفترض حاليًا في نماذج الغلاف الجوي، يجب حساب تفاعل المنتجات المكونة من المركبات العضوية المتطايرة الفردية بدقة لوصف تكوين SOA وتأثيراته المناخية والصحية”.
أوضحت لي نج، أنه ربما يتوقع المرء أن يكون لـ α-pinene و limonene نفس القدرة على تكوين SOA عندما يتأكسدان كمخاليط في وقت واحد مقارنةً عندما يتأكسدان بشكل منفصل، ولكن ما وجده الباحثون كان تعزيزًا بنسبة 50٪ تقريبًا في تكوين SOA من α-pinene وتقليل بنسبة 20٪ في تكوين الليمونين SOA.
وأضافت “في هذه الحالة ، واحد زائد واحد لا يساوي اثنين”، “لم نحصل على تفاعل خطي في تجربة الأكسدة المتزامنة كما نفعل في التجربة المتتابعة، يتم تصنيع منتجات جديدة من خلال تفاعل المونوتربين.”
فحصت دراسة Ng α-Pinene والليمونين في بيئة ليلية عندما تحدث كيمياء النترات الجذرية بشكل بارز. يتم إنتاج جذور النترات عن طريق انبعاثات حركة المرور والأوزون.
قالت نج “كيمياء الهباء الجوي لا تتوقف في الليل”، بعد غروب الشمس، يمكن أن تتفاعل مركبات أكسيد النيتروجين والأوزون مع الانبعاثات من الأشجار لإنتاج الهباء الجوي العضوي، “في الليل، لا تزال الأكسدة تحدث ، لكن التفاعلات الليلية لم تتم دراستها جيدًا.”
مزيد من الدراسات
قالت نج، إنها تأمل أن يؤدي هذا البحث إلى مزيد من الدراسات لفحص المركبات العضوية المتطايرة في الغلاف الجوي وكيفية تفاعلها معًا. قال نج “دراسة التفاعل بين اثنين من المركبات العضوية المتطايرة هي في الحقيقة مجرد البداية”، “إنها خطوة كبيرة باتجاه الأمام، ولكن لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه لفهم مدى تعقيد الغلاف الجوي، حيث تنبعث المئات من المركبات العضوية المتطايرة وتتفاعل في نفس الوقت.”
