Wetenschappers onthullen chemische geheimen van luchtvervuiling bij de overgang van vloeistof naar damp
AmsterdamInternationale wetenschappers hebben belangrijke inzichten blootgelegd over hoe luchtvervuiling op gedetailleerd niveau ontstaat. Hun onderzoek verduidelijkt de chemische processen die plaatsvinden waar vloeistof en damp elkaar ontmoeten in de atmosfeer. Dit inzicht is cruciaal, want hoewel deze zone heel klein is, beïnvloedt het zowel luchtverontreiniging als klimaatverandering. De studie onderzoekt het gedrag van zwaveldioxide (SO₂) in water en laat complexe zuur-basereacties zien op dit kruispunt.
Belangrijke uitkomsten van het onderzoek zijn onder meer:
- Complexiteit van zuur-base-evenwichten bij de oplossing van zwaveldioxide in water.
- Uniek chemisch gedrag waargenomen aan de vloeistof-damp grens, met name verschuivingen in tautomeer evenwichten.
- Stabilisatiemechanismen van sulfonaten aan de interface aangetoond door moleculaire dynamica-simulaties.
Deze studie onthult dat luchtverontreinigende stoffen zich anders gedragen dan eerder gedacht. Voorheen richtten wetenschappers zich vooral op grote vloeistofmonsters omdat deze eenvoudiger te meten waren. Deze studie heeft echter ontdekt dat chemische reacties aan het oppervlak heel anders kunnen zijn. Dit is belangrijk omdat het de manier waarop stoffen zoals stikstofoxiden en waterstofperoxide in de atmosfeer reageren verandert, wat gevolgen kan hebben voor de luchtkwaliteit.
Sulfonaationen blijven stabiel aan het oppervlak doordat ze koppelen met andere ionen en weerstand ondervinden bij het verliezen van water. Deze stabiliteit zorgt ervoor dat verontreinigende stoffen zich anders gedragen en reageren aan het oppervlak dan in een grotere oplossing. De sterke punten van dit nieuwe model geven een helderder inzicht in hoe aerosolen en chemische verbindingen op elkaar inwerken, wat een rol speelt in luchtvervuiling.
Het begrijpen van deze patronen is cruciaal omdat het wetenschappers en beleidsmakers in staat stelt om nauwkeuriger voorspellingen van de luchtkwaliteit te maken. Deze kennis kan leiden tot betere methoden om schadelijke vervuiling terug te dringen, waardoor de negatieve effecten op zowel de gezondheid van mensen als het milieu kunnen worden verminderd. Door deze bevindingen toe te passen in bestaande atmosferische modellen, kunnen we effectievere oplossingen vinden om luchtvervuiling en de impact ervan op klimaatverandering aan te pakken.
Het onderzoek levert waardevolle inzichten op in de atmosfeerwetenschap. Het stelt eerdere opvattingen ter discussie en biedt een nieuw begrip van luchtvervuiling. Deze informatie is essentieel voor het ontwikkelen van toekomstige plannen om het milieu gezonder te houden en klimaatuitdagingen aan te pakken.
De studie is hier gepubliceerd:
http://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-53186-5en de officiële citatie - inclusief auteurs en tijdschrift - is
Tillmann Buttersack, Ivan Gladich, Shirin Gholami, Clemens Richter, Rémi Dupuy, Christophe Nicolas, Florian Trinter, Annette Trunschke, Daniel Delgado, Pablo Corral Arroyo, Evelyne A. Parmentier, Bernd Winter, Lucia Iezzi, Antoine Roose, Anthony Boucly, Luca Artiglia, Markus Ammann, Ruth Signorell, Hendrik Bluhm. Direct observation of the complex S(IV) equilibria at the liquid-vapor interface. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-53186-5Deel dit artikel