Frisk havspray bliver sur efter at have været i luften

Aerosoler er overalt. Disse små flydende eller faste partikler befolker atmosfæren, kommer fra naturlige og kunstige kilder som vulkaner og oceaner, og fossile brændstoffer og landbrug. Spænder i størrelse fra mindre end bredden af ​​de mindste vira til omtrent diameteren af ​​et menneskehår, aerosoler er mægtige i deres indvirkning på klimaet og menneskers sundhed.

Aerosoler kan også beskrives som opvarmning, som i mørk sod, eller køling, som i havspray. UC San Diego Distinguished Professor of Kemi og Biokemi Vicki Grassian og kandidatstuderende Kyle Angle studerede den seje version, viser, at havsprayaerosoler bliver surere inden for to minutter efter deres oprettelse.

Havsprøjteaerosoler fødes, når bobler brister, og bølger slår mod havets overflade. Før denne undersøgelse troede forskerne, at de vandige partikler, en gang produceret, tog deres tid – dage eller uger – til at blive "sur". Men Grassian og Angle, sammen med et team af forskere fra Center for Aerosol Impacts on Chemistry of the Environment (CAICE), herunder forskere fra UC San Diego, Colorado State University, University of Wisconsin-Madison og UC Davis, påvist, at aerosolens surhedsgrad også afhænger af størrelsen - mindre partikler er surere end større.

"De mindste partikler bliver 100, 000 gange surere end havet inden for to minutter, " sagde Angle, første forfatter til papiret offentliggjort online i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences . "Jeg forventede, at dette ville ske for partikler, der havde interageret med forurening i flere dage, men at se det for frisk havsprøjt var et interessant fund."

Fundet, ifølge Angle, er kemisk vigtig, fordi aerosolers egenskaber og reaktivitet ændrer sig med partiklernes surhed. For eksempel, det skadelige forurenende stof svovldioxid oxideres hurtigere til sulfat ved grænsefladen mellem sure aerosoler. Sulfatet kan fortsætte med at fungere som et skyfrø i atmosfæren. Det videnskabelige samfund, derfor, søger at forstå disse transformationer for at forudsige skydannelse og i sidste ende forstå klimaændringer.

For den bredere offentlighed, disse resultater har vigtige konsekvenser for luftkvaliteten. "Flere sure partikler kan øge lungestress, så vi må forstå årsagerne til sure aerosoler, " sagde Angle.

Lakmusprøven

Det grundlæggende i at udføre denne forskning, som i gymnasiets kemi-laboratorier, involverede lakmusprøven, bruges til at bestemme, om et stof er surt eller basisk/alkalisk.

"Hvis du dyppede lakmuspapir i citronsaft eller eddike, det ville blive rødt, fortæller dig, at disse væsker er sure. Hvis du dyppede det i havvand, det ville blive blåt, fordi havet er mere basisk, " forklarede Angle. "Da jeg adskilte havspray-aerosoler baseret på størrelse og påførte lakmuspapir på dem, Jeg fandt ud af, at de store er lige så sure som tomatjuice og de små så sure som citronsaft. Dette viser, at partiklerne produceret af havvand har en anden pH end det oprindelige havvand."

Ifølge Grassian, dette er et uventet fund, der bidrager til forståelsen af ​​havsprayaerosol, en vigtig bestanddel af jordens atmosfære.