科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地球?我清潔的?種?式??層

新的研究發(fā)現(xiàn)，空氣中的水滴和周圍空氣之間表面的強(qiáng)電場(chǎng)可以通過一個(gè)以前未知的機(jī)制產(chǎn)生氫氧化物（OH）。這一發(fā)現(xiàn)有望重塑對(duì)大氣層如何自我清除污染物和溫室氣體的科學(xué)理解。以前，研究人員認(rèn)為陽光是氫氧化物形成的主要?jiǎng)恿Α＿@一發(fā)現(xiàn)可能會(huì)大大改變空氣污染模型，因?yàn)榱u基在氧化碳?xì)浠衔锖颓宄髿庵械挠泻瘜W(xué)物質(zhì)方面起著重要作用。下一步將是在世界不同地區(qū)的真實(shí)大氣中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

人類活動(dòng)向空氣中排放了許多種類的污染物， 如果沒有一種叫做氫氧化物（OH）的分子，這些污染物中有許多會(huì)一直在大氣中聚集。

OH本身如何在大氣中形成一直是一個(gè)重要的科研課題。發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》雜志，包括加州大學(xué)歐文分?；瘜W(xué)教授塞爾吉·尼茲科羅多夫在內(nèi)的一個(gè)研究小組報(bào)告說，存在于空氣中的水滴和周圍空氣之間表面的強(qiáng)電場(chǎng)可以通過一個(gè)以前未知的機(jī)制創(chuàng)造OH。

這一發(fā)現(xiàn)將重塑科學(xué)家對(duì)空氣如何清除人類排放的污染物和溫室氣體的理解， 羥基可以與之發(fā)生反應(yīng)并消除。尼茲科羅多夫說： “ 需要O H來氧化碳?xì)浠衔铮?否則它們會(huì)無限期地在大氣中堆積?！?/p>

“OH是大氣化學(xué)中的一個(gè)關(guān)鍵角色” 。法國(guó)里昂大學(xué)的大氣化學(xué)家、這項(xiàng)新研究的主要作者克里斯蒂安-喬治說：“它啟動(dòng)了分解空氣中污染物的反應(yīng)， 并幫助從大氣中清除有毒的化學(xué)物質(zhì)， 如二氧化硫和一氧化氮， 這些都是有毒的氣體?！?因此， 充分了解其來源和化學(xué)反應(yīng)是理解和減輕空氣污染的關(guān)鍵。

之前， 研究人員假設(shè)陽光是OH形成的主要驅(qū)動(dòng)力，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)是， 必須通過光化學(xué)或氧化還原化學(xué)來制造OH。你必須有陽光或金屬作為催化。尼茲科羅多夫表示這篇論文實(shí)質(zhì)上說的是你不需要任何這些， 在純水本身，OH可以通過水滴表面的特殊條件自發(fā)地產(chǎn)生。

該團(tuán)隊(duì)建立在由理查德·扎爾領(lǐng)導(dǎo)的斯坦福大學(xué)科學(xué)家的研究基礎(chǔ)上，該研究報(bào)告了過氧化氫在水滴表面的自發(fā)形成。新的發(fā)現(xiàn)有助于解釋扎爾小組的意外結(jié)果。

該研究小組測(cè)量了不同小瓶中的OH濃度——一些含有空氣-水表面，另一些只含有水，沒有任何空氣——并通過在小瓶中加入一種“探針”分子，在與OH反應(yīng)時(shí)發(fā)出熒光，在黑暗中跟蹤OH的產(chǎn)生。

他們所看到的是，黑暗中的OH生成率反映了那些甚至超過了像陽光照射這樣的驅(qū)動(dòng)因素的比率。尼茲科羅多夫說：“將產(chǎn)生足夠的OH，與其他已知的OH來源競(jìng)爭(zhēng)。在夜間，當(dāng)沒有光化學(xué)作用時(shí)，仍然會(huì)產(chǎn)生OH，而且其產(chǎn)生的速度比其他情況下要高”。

這些發(fā)現(xiàn)改變了對(duì)OH來源的理解，這將改變其他研究人員如何建立試圖預(yù)測(cè)空氣污染如何發(fā)生的計(jì)算機(jī)模型。它可以相當(dāng)顯著地改變空氣污染模型。OH是水滴內(nèi)的一種重要氧化劑，而模型中的主要假設(shè)是OH來自空氣，它不是在水滴中直接產(chǎn)生的。

為了確定這種新的OH產(chǎn)生機(jī)制是否發(fā)揮作用，尼茲科羅多夫認(rèn)為下一步是在世界不同地區(qū)的真實(shí)大氣中進(jìn)行精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。

但首先，該團(tuán)隊(duì)希望這些結(jié)果能在大氣研究界引起轟動(dòng)。

加州大學(xué)爾灣分校（UCI）是該科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要場(chǎng)所，UCI的其他實(shí)驗(yàn)室，如化學(xué)教授卡爾頓的實(shí)驗(yàn)室也在集中精力研究水滴在大氣中發(fā)揮的作用。