پنج شنبه 03 خرداد 1397
تاریخ انتشار : 14 اسفند 1396 - 11:01:58
جدیدترین روش ردیابی واکنش آلاینده ها در اتمسفر

پایگاه خبری- تحلیلی ایربان- مطالعه جدید به محققان اجازه می دهد با شیوه ای جامع و با استفاده از داده ها، به طور دقیق به رفتار ترکیبی و نحوه پراکنش آلاینده ها را در طول زمان دست یابند. 

جدیدترین روش ردیابی واکنش آلاینده ها در اتمسفر

یافته های جدید ممکن است راه پژوهشگران را در مطالعه هوا تغییر دهد.

استاد دانشگاه ویرجینیا اولین کسی است که به طور کامل تغییرات شیمی مولکول های کربن در هوا را ردیابی می کند. او می گوید : ما می توانیم با روش مطالعه بر آلاینده ها، انتشار آن را در جو زمین تغییر دهیم.

اسحاقمن ون ورتز ، دانشمند برجسته که مطالعه جدید را در مجله شیمی طبیعت منتشر کرده و استادیار بخش مهندسی عمران و محیط زیست ویرجینیا می باشد، روش ردیابی واکنش بین ترکیبات هوا و کربن را به دست آورده است شاهکاری که قبلا محققان محروم بودند.

اسحاقمن ون ورتز گفت: ده ها هزار ترکیبات مختلف وجود دارد. به طور کلی، تمرکز کار ما  این است که شیمی را بررسی کنیم که چگونه ده ها هزار ترکیبات با یکدیگر همکاری می کنند و با گذشت زمان تغییر می کنند.

هنگامی که یک ترکیب خاص به اتمسفر وارد می شود، از لحاظ شیمیایی واکنش نشان می دهد تا ترکیبات و مولکول های دیگر را در طول زمان واکنش نشان دهند. اسحاقمن ون ورتز توضیح می دهد که این تحقیق را به عنوان یک پژوهشگر پس از دکترا در موسسه فناوری ماساچوست با همراهی مطالعه ی جسی کرول انجام داده است.

اسحاقمن ون ورتز به ویژه به بررسی نحوه برخورد جو با ترکیبات آلی - ترکیبات حاوی کربن که همه موجودات زنده را تشکیل می دهند تمرکز کرد. مقدار زیادی این ترکیبات از منابع طبیعی و فعالیت های انسانی منتشر می شود.

هرچیزی که رایحه دارد و ترکیبات ارگانیک منتشر می کند (همانند مرکبات، سرکه، پاک کننده ناخن و بنزین) هنگامی که این ترکیبات منتشر شده به اتمسفر وارد می شوند، آن ها به شیوه های پیچیده ای تبدیل می شوند تا صدها یا هزاران ترکیب دیگر را تشکیل دهند.

پیش از این، ردیابی نحوه تغییر کربن پس از ورود به فضا، یک چالش بود. با توجه به ابزارهایی که در دهه گذشته توسعه یافته است، این مطالعه نشان داد که اندازه گیری کامل کربن در جو در حال حاضر امکان پذیر است، هرچند هنوز به ابزارهای پیشرفته و تجزیه و تحلیل دقیق نیاز دارد.

برای این پروژه،  ون ورتز بر روی بوی کاج که از یک ترکیب ارگانیک شناخته شده به عنوان pinene ساخته شده است مطالعه کرد.

 ون ورتز و همکارانش در MIT از پنج طیف سنجی (قطعات پیشرفته ای که مواد شیمیایی را توسط جرم هایشان و اتم های آن ها دسته بندی می کنند ) برای اندازه گیری ویژگی های کربن در کیسه تفلون، به ارتفاع یک فرد و با نور سیاه که برای کنترل آب و هوا در اتاق نصب شده بود، استفاده کرده اند.

ایزانمن-وان ورتز گفت؛ هنگامی که آن ها نور سیاه را روشن کردند، مانند روشن شدن خورشید بود. نور "خورشید" موجب شد مواد شیمیایی درون pinenel مورد آزمایش ، واکنش هایی را انجام دهد که همان واکنش را در اتمسفر انجام می داد.

هر طیف سنج به منظور جمع آوری مجموعه ای از داده ها در طول واکنش، مانند ردیابی محدوده های خاصی از ترکیبات شیمیایی، وظیفه داشت. اسحاقمن ون ورتز گفت: یکی از سخت ترین بخش های این آزمایش، تمام این اندازه گیری ها در یک مقیاس مشابه بود. او گفت که درک جزئیات خاص و اندازه گیری هر یک از ابزار می تواند بسیار پیچیده باشد و دانشجویان دکترا می توانند پایان نامه های کامل در این موضوعات را بنویسند.

Isaacman-VanWertz و همکارانش توانستند برای اولین بار، کربن را در مولکول های pinene از ابتدا تا پایان به طور کامل ردیابی کنند، همان طور اتم های کربن در pinene پس از معرفی اولیه خود به فضا ناپدید نمی شوند - آن ها به صورت صریح از واکنش های شیمیایی به صدها ترکیب مختلف تبدیل می شوند.

اگر چه مخلوط اولیه ترکیبات تشکیل شده از واکنش پینن بسیار پیچیده است،  اما نهایتا تمام کربن در "مخازن" که نسبتا پایدار هستند و در جو زمین واکنش نشان نمی دهند یافت می شوند.

همچنین این فرایند برای سایر ترکیبات بر پایه کربن مشابه است. اسحاقمن ون ورتز،  pinene را انتخاب کرد زیرا به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است، بنابراین وی می تواند از کار قبلی برای تشخیص مشاهدات خود استفاده کند.

اگرچه pinene به طور طبیعی منتشر می شود، رفتار آن به اندازه کافی قابل مقایسه است تا بتوان پیش بینی کرد که ترکیبات دیگر، مانند آلاینده ها، دود و غبار، در هوا واکنش نشان می دهند. درک این کمک می کند تا "یک تصویر بزرگ از جوهر" را نقاشی کنید.

به عنوان مثال، این نتایج به محققان دیگر کمک خواهد کرد تا بدانند که چگونه آلاینده های یک نیروگاه ممکن است در جو تغییر داده و تاثیر بر یک جامعه ضعیف داشته باشد.

"اگر شما می توانید بدانید که چگونه واکنش شیمیایی اتفاق می افتد، پس شما می توانید ببینید که چه نوع آلاینده ها در اتمسفر بر اساس فاصله از منبع آلاینده شما وجود دارد"

این مقاله در ۲۶ فوریه ۲۰۱۸ در ساینس دیلی منتشر شده است.

 

 


کد خبر : 46607141296
نظر خود را ارسال نمائید

نام :
آدرس ایمیل :
نظر * :
كد امنیتی : *
 
اگر تصویر ناخواناست را کلیک کنید (اینجا)