新研究发现空气污染物会让气溶胶同时存在三种液相

近日发表在《PNAS》上的一项新研究指出,气溶胶液滴可在空气中一次分离成多达三种液相,或对空气质量和气候模型产生奇怪的影响。当然,空气并非仅由气体组成,固体颗粒和液滴也可能被吸入其中。这种气溶胶改变了空气特性,通过不同程度地吸收 / 反射日光、以及改变云的初始成分,进而对气候产生影响。

6074270622378.jpg

(图 via PNAS)

研究这些颗粒,尤其是人类活动产生的颗粒,对于预测未来的天气和气候变化、及其对人类健康的可能影响都非常重要。

现在,来自加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)、加利福尼亚大学欧文分校、以及麦吉尔大学的研究团队,已经发现了其中一些气溶胶液滴的新奇组成。

具体说来是,单个液滴中可能同时存在三种液相,且本质上与水油混合 / 分离的机制有关。奇怪的是,这种情况竟然也可能在单纯的水中发生。

荧光显微视频 1:相对湿度从 95% 降低至 0% RH 时的液相分离(via)

长期以来,研究人员一直认为气溶胶颗粒仅包含一种液相。但在 2012 年开展的一项研究中,统一团队已经发现过同时存在两种液相的气溶胶颗粒。

在此基础上,研究团队还提出了新的设想。即在相当特殊的情况下,它可由咸水、一种低极低的材料、以及另一种中等极性的材料组成。

为了验证这一理论,他们使用了可根据物质极性而改变颜色的变色染料溶剂,结果成功获得了预期中包含三种液相的气溶胶颗粒,包括润滑油、无机材料、以及氧化的有机材料。

荧光显微视频 2:将2,5-己二醇换成聚乙二醇300后的液相分离(via)

图片和视频所示,当研究团队将这种染料注入颗粒中时,就会显示出三种不同的液相(颜色)。混合物中的三种成分均来自于污染产物(比如汽车尾气),另外两种则源于化石燃料的燃烧过程。

研究作者、化学系教授 Allan Bertam 博士表示:我们已证明大气中某些类型的气溶胶颗粒,可能包括城市中丰富的大气污染物,且其通常能够具有三种不同的液相。

新发现的特性,表明其在空气和气候变化中扮演着重要的角色。我们希望未来可基于此来改善空气质量 / 气候变化研究的相关政策与模型。

您可能还会对下面的文章感兴趣: