En dimeriseringsreaktion av en polyfenol avbildas fortskrida vid gränsytor för att bidra till bildningen av brunt organiskt kol under transporten av en rökplym. Kredit:Marcelo Guzman
Små aerosolpartiklar som är svävande i luften kan absorbera och sprida solljusstrålning och bidra till att skapa moln som påverkar klimatet, minska sikten över städer och påverka flygtrafiken och sänka luftkvaliteten. Aerosoler i stora föroreningsplymer, kallade bruna moln, kan transporteras långa sträckor av vinden och nå andra kontinenter från ursprungslandet. Den varierande sammansättningen av partiklar i bruna moln inkluderar en ohälsosam blandning av organiska molekyler och ozon som finns i rök.
En laboratoriestudie med titeln "Interfacial Oxidative Oligomerization of Catechol" av Dr Marcelo Guzman och hans grupp vid University of Kentucky avslöjar nu hur ozon kan omvandla de organiska molekylerna under ytreaktioner som äger rum i sådana rökplymer.
Verket, publicerat i ACS Omega , rapporterar de detaljerade kopplingsreaktionerna av molekyler som emitteras och oxidativt omvandlas under skogsbränder, förbränning i kraftverk och andra naturliga och industriella processer. Forskarna fastställde att aromatiska molekyler bidrar till bildandet av ljusabsorberande oligomerer under variabel relativ fuktighet, som är viktiga sekundära organiska aerosoler. Den betydande generationen av nya dimerer och trimerer av katekol i dessa simulerade föroreningsplymer inkluderar deltagandet av semikinonradikaler i reaktionsmekanismerna.
När fenoler exponeras för ozongas och hydroxylradikaler i bakgrunden under atmosfärisk transport, kan du förvänta dig bildandet av några ljusabsorberande oligomerer. "Vi försöker förstå de stora omvandlingarna av fenoler från rök i atmosfären, bestämma deras livslängd och fastställa hur reaktioner vid gränssnitt bidrar till att förändra den kemiska sammansättningen av föroreningar", säger professor Guzman.
"Vi skulle vilja utveckla ny förståelse för deras inverkan på luftkvalitet och klimat. Är de åldrade molekylerna giftigare? Hur bidrar de strukturella förändringarna av molekylerna till att skapa partiklar som interagerar med solljus som påverkar klimatet?" En person som andas in dessa reaktiva föreningar kan drabbas av oxidativ skada på celler, särskilt i andningsvägarna och lungorna. Dessutom kan dessa reaktiva föreningar göra vissa människor mer benägna för andra hälsoproblem.
Dr. Guzman säger också att karakterisering av den kemiska bearbetningen av sådana föroreningsplymer kan hjälpa till att avgöra om dessa bruna kolaerosoler som härrör från skogsbränder bidrar till att absorbera mer värme från solen eller inte. "Medan många små molekyler kan fotoblekas, kan de större molekylerna i plymen vara mer motståndskraftiga mot nedbrytning, vilket möjligen bidrar till att värma upp atmosfären", sa han. + Utforska vidare
