科学者たちは、地球の大気が自らを浄化している方法を発見しています

人間の活動は多くの種類の汚染物質を大気中に放出します。水酸化物 (OH) と呼ばれる分子がなければ、これらの汚染物質の多くは大気中に蓄積し続けます。

大気中で OH 自体がどのように形成されるかは全体像と見なされてきましたが、新しい研究が 米国科学アカデミーの議事録カリフォルニア大学アーバイン校の化学教授であるセルゲイ・ネゾロドフを含む研究チームは、浮遊する水滴と周囲の空気との間の表面に存在する強い電界が、これまで知られていなかったメカニズムによって OH を生成する可能性があると報告しています。

これは、人間が排出する汚染物質や温室効果ガスなどの大気を浄化する方法を科学者がどのように理解しているかを再形成する発見であり、OH は相互作用して除去することができます。 「炭化水素を酸化するには OH が必要です。そうしないと、炭化水素は大気中に無期限に蓄積されます」と Nizhgorodov 氏は述べています。

「OH は大気化学の重要な役割を果たします。大気中の汚染物質を分解する反応を開始し、有毒ガスである二酸化硫黄や一酸化窒素などの有害な化学物質を大気から除去するのに役立ちます」と Christian George 氏は述べています。 フランスのリヨン大学の大気化学者であり、新しい研究の筆頭著者。 「したがって、その発生源と吸収源を完全に理解することが、大気汚染を理解して軽減するための鍵となります。」

以前は、研究者は日光が OH 形成の主な要因であると考えていました。

「従来の通念は、光化学または酸化還元化学によって OH を作らなければならないということです。触媒として作用する太陽光または金属が必要です」と Nizhgorodov 氏は述べています。 「この論文が本質的に言っているのは、これは必要ないということです。純水自体では、OHは液滴の表面の特別な条件によって自然に形成される可能性があります。」

チームは、水滴の表面に過酸化水素が自然に生成されることを報告したリチャード・ザリ率いるスタンフォード大学の科学者による研究に基づいて構築されました。 新しい調査結果は、Zare のグループからの予想外の調査結果を説明するのに役立ちます。

チームは、さまざまなフラスコ（表面に水と空気があるものもあれば、空気を含まない水だけのものもある）の水酸化物の濃度を測定し、「プローブ」分子をフラスコに埋め込んで暗闇で水酸化物の生成を追跡しました。おお。

彼らが見たのは、暗闇での OH 生成率が、太陽への露出などのドライバーの生成率を反映しており、それを上回っていることです。 「他の既知のOHソースと競合するのに十分なOHが生成されるでしょう」とニジゴロドフは言いました。 「光化学がない夜間でも、水素は生成され、それ以外の場合よりも高い速度で生成されます。」

ニジゴロドフ氏によると、この調査結果は OH 発生源の理解を変えるものであり、大気汚染がどのように発生するかを予測しようとする他の研究者のコンピューター モデルの構築方法を変えるものになるでしょう。

「大気汚染モデルを劇的に変える可能性がある」とニジゴロドフ氏は述べた。 「OHは水滴内の重要な酸化剤であり、モデルの主な仮定は、OHが空気から来て、液滴で直接生成されないということです。」

新しい OH 生成メカニズムが機能しているかどうかを判断するために、ニズコロドフ氏は次のステップは、世界のさまざまな地域の実際の大気で慎重に設計された実験を行うことだと考えています。

しかしまず、研究チームは、この発見が大気研究コミュニティに影響を与えることを期待しています。

「多くの人がこれを読むだろうが、最初は信じられず、それを再現しようとするか、実験を行ってそれが間違っていることを証明しようとするだろう. 「これについては、多くのフォローアップラボ試験が確実に行われるでしょう。」

彼は、UCI はそのような科学を継続するための重要な場所であると付け加えました。なぜなら、化学の教授である Annemarie Carleton の研究室など、UCI の他の研究室は、水滴が大気中で果たす役割に力を注いでいるからです。