Tema

Luftens kemi under lupp

Luften omkring oss innehåller mängder av olika ämnen. Bland annat finns det olika typer av aerosoler som till exempel rök, dimma och luftföroreningar. En del av dem kan skada vår hälsa och eller påverka miljön.

En typ av aerosoler kallas sekundära organiska aerosoler (se faktaruta). Partiklarna som ingår i dessa system bildas när flyktiga organiska ämnen, från exempelvis växtlighet eller vägtrafik, oxideras i atmosfären. När detta händer kan befintliga partiklar öka i storlek och nya partiklar kan bildas. De sekundära organiska aerosolerna kan ge negativa hälsoeffekter, försämra luftkvalitén och påverka klimatet.

– De har till exempel en avkylande effekt på klimatet och kan därmed dölja en del av den globala uppvärmningen som är orsakad av växthusgaser. Deras betydelse för klimatet och deras negativa påverkan på luftkvalitén är ett starkt skäl till att bättre försöka förstå hur de bildas, säger Julia Hammes vid institutionen för kemi och molekylärbiologi, Göteborgs universitet som just presenterat sin avhandling i ämnet.

Hittills okända ämnen i aerosoler

Julia Hammes har undersökt atmosfärisk oxidation av flera olika ämnen, till exempel alpha-pinen från barrväxter, trimetylbenzen från vägtrafik, limonen från citrusträd och från doftämnen som används inom kosmetika och rengöringsindustrin.

I sina studier har hon med hjälp av toppmoderna masspektrometriska metoder kunnat identifiera flera tidigare okända ämnen som bildas när alpha-pinen, trimetylbenzen och limonen reagerar i luften. De ämnen som bildades undersöktes sedan under många olika experimentella förhållanden.

– Det är väldigt intressant att ser hur olika luftföroreningar påverkar varandra och därmed aerosolbildning. Om vi förstår kemin som ligger bakom hur aerosoler bildas  kan vi göra bättre uppskattningar av mängder och påverkan på luftkvalité och framtida klimatet.

– Vissa av ämnena identifierades endast i gasfas. Våra resultat visar att kväveoxider kan motverka att dessa oxideras vidare i luften och bildar nya partiklar.

Aerosloer och oxidation

Aerosoler är blandningar som består av små fasta eller flytande partiklar och gas, som till exempel smogg eller rök.

Man delar in aerosoler i primära och sekundära samt i naturliga och antropogena.

Exempel på primära aerosolkällor är damm från torra områden, saltpartiklar som uppkommer vid havsstormar, sot och andra fragment från skogsbränder samt biologiska partiklar som pollen, mikrober och nedbrytningsprodukter från växter.

Sekundära aerosolkällor uppstår via kemiska reaktioner i atmosfären, då aerosoler bildas som i huvudsak består av sulfater, nitater,  ammoniak och organiska ämnen. Ett exempel på sekundärkällor är svaveldioxid från vulkanutbrott som genom kemiska processer omvandlar svavel till sulfater i atmosfären.

Naturliga aerosoler bildas till exempel när sulfat överförs till atmosfären via plankton i havets ytskikt  och när  alger i havet avger utsläpp som med hjälp av solljus omvandlas till aerosoler.
De främsta källorna till antropogena aerosoler är förbränning av fossila bränslen som kol och olja, samt av biobränslen som ved, pellets och spannmål. Men också  industrier och bilar och flyg som använder fossila drivmedel skapar aerosoler. Antropogena aerosoler bildas också i anlagda skogsbränder, där människan bränner skog för att kunna få mer odlingsbar mark.

 

 

Avhandlingen:
Atmospheric Chemistry of Volatile Organic Compounds: Oxidation products, Mechanisms and Secondary Organic Aerosol Formation

Kontakt:
Julia Hammes, institutionen för kemi och molekylärbiologi, Göteborgs universitet,  julia.hammes@chem.gu.se
Alternativt: Mattias Hallquist, professor vid institutionen för kemi och molekylärbiologi, Göteborgs universitet, mattias.hallquist@gu.se

 

 

Läs också

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Luftens kemi under lupp

 lästid ~ 3 min