新研究發現空氣污染物會讓氣溶膠同時存在三種液相
近日發表在《PNAS》上的一項新研究指出,氣溶膠液滴可在空氣中一次分離成多達三種液相,或對空氣質量和氣候模型產生奇怪的影響。當然,空氣並非僅由氣體組成,固體顆粒和液滴也可能被吸入其中。這種氣溶膠改變了空氣特性,通過不同程度地吸收/反射日光、以及改變雲的初始成分,進而對氣候產生影響。
(圖via PNAS)
研究這些顆粒,尤其是人類活動產生的顆粒,對於預測未來的天氣和氣候變化、及其對人類健康的可能影響都非常重要。
現在,來自加拿大不列顛哥倫比亞大學(UBC)、加利福尼亞大學歐文分校、以及麥吉爾大學的研究團隊,已經發現了其中一些氣溶膠液滴的新奇組成。
具體說來是,單個液滴中可能同時存在三種液相,且本質上與水油混合/ 分離的機制有關。奇怪的是,這種情況竟然也可能在單純的水中發生。
熒光顯微視頻1:相對濕度從95%降低至0% RH時的液相分離(via)
長期以來,研究人員一直認為氣溶膠顆粒僅包含一種液相。但在2012 年開展的一項研究中,統一團隊已經發現過同時存在兩種液相的氣溶膠顆粒。
在此基礎上,研究團隊還提出了新的設想。即在相當特殊的情況下,它可由鹹水、一種低極低的材料、以及另一種中等極性的材料組成。
為了驗證這一理論,他們使用了可根據物質極性而改變顏色的變色染料溶劑,結果成功獲得了預期中包含三種液相的氣溶膠顆粒,包括潤滑油、無機材料、以及氧化的有機材料。
熒光顯微視頻2:將2,5-己二醇換成聚乙二醇300後的液相分離(via)
圖片和視頻所示,當研究團隊將這種染料注入顆粒中時,就會顯示出三種不同的液相(顏色)。混合物中的三種成分均來自於污染產物(比如汽車尾氣),另外兩種則源於化石燃料的燃燒過程。
研究作者、化學系教授Allan Bertam 博士表示:我們已證明大氣中某些類型的氣溶膠顆粒,可能包括城市中豐富的大氣污染物,且其通常能夠具有三種不同的液相。
新發現的特性,表明其在空氣和氣候變化中扮演著重要的角色。我們希望未來可基於此來改善空氣質量/ 氣候變化研究的相關政策與模型。