Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen

21.04.2017

Glasartige Festpartikel können den atmosphärischen Transport organischer Schadstoffe über weite Distanzen hinweg ermöglichen

Sekundäre organische Aerosole (SOA) entstehen bei der Oxidation flüchtiger organischer Verbindungen in der Atmosphäre. Sie sind für einen Großteil des Feinstaubs in der Luft verantwortlich und haben einen starken Einfluss auf die regionale und globale Luftqualität. Bis vor kurzem wurde angenommen, dass SOA-Partikel ölige, flüssige Tropfen sind.


Die Grafik zeigt, wie sich der Phasenzustand der sekundären organischen Aerosole in Abhängigkeit von Höhe und Temperatur ändert. Ob die Partikel flüssig, halbfest (viskos) oder fest (glasig) sind, hat starke Auswirkungen auf die Veränderung ihrer chemischen Eigenschaften, den Langstreckentransport und deren Einfluss auf die Wolkenbildung. Quelle: Manabu Shiraiwa


Organische Partikel sind in verschmutzter Luft allgegenwärtig. Die neue Studie zeigt, wann und wo diese Partikel flüssig, viskos oder fest sind. Im Bild zu sehen ist eine extreme Dunstglocke über Peking und anderen chinesischen Städte im Januar 2013. Quelle: NASA image courtesy Jeff Schmaltz, LANCE MODIS Rapid Response

Aktuelle Studien zeigen jedoch, dass SOA-Partikel, abhängig von der chemischen Zusammensetzung sowie Temperatur und Feuchtigkeit, auch einen glasartigen Festkörperzustand annehmen können. Ob die Partikel in flüssiger oder fester Form vorliegen, wirkt sich sehr stark auf ihr Verhalten im Zusammenspiel mit Wolken und Spurengasen aus und bestimmt auch, welchen Einfluss sie auf das Klima und die menschliche Gesundheit haben.

Bisher jedoch war unklar, ob und wo in der Atmosphäre SOA-Partikel flüssig oder fest vorliegen. Eine neue Studie eines internationalen Teams von Wissenschaftlern, darunter Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz und der University of California in Irvine, USA, bietet nun aber Einblicke in die globale Verteilung des Phasenzustands organischer Partikel in der Atmosphäre.

„Wir haben herausgefunden, dass SOA-Partikel meist in der Nähe der Erdoberfläche flüssig sind und im Rest der Atmosphäre glasartig“, erklärt Manabu Shiraiwa, Hauptautor der Studie, die vor kurzem in der Open-Access-Zeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht wurde. Shiraiwa, ehemaliger Gruppenleiter beim MPI für Chemie in Mainz, arbeitet jetzt als Assistant Professor im Fachbereich Chemie an der University of California, Irvine.

Glasartige SOA-Partikel können organische Schadstoffe vor dem Abbau durch atmosphärische Oxidationsmittel schützen. Das könnte eine Erklärung dafür sein, dass hohe Konzentrationen solcher Schadstoffe nicht nur in der Nähe anthropogener Quellen sondern auch in abgelegenen Meeres- und Polarregionen beobachtet werden. Ob SOA-Partikel glasartig oder flüssig sind, hängt jedoch stark von ihrer chemischen Zusammensetzung, der Umgebungstemperatur sowie der Luftfeuchtigkeit ab.

Daher müssen die molekulare Zusammensetzung und die zugehörigen physikochemischen Eigenschaften der sekundären organische Aerosole bekannt sein, damit eine zuverlässige Einschätzung des Phasenzustands der Partikel und ihrer Auswirkungen vorgenommen werden kann. Diese wurden aber in früheren Studien nicht gut eingegrenzt.

„Zum ersten Mal konnten wir jetzt eine komplexe molekulare Beschreibung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von SOA-Partikeln in einem modernen globalen Modell erstellen, um die räumliche und zeitliche Variabilität des SOA-Phasenzustands in der Atmosphäre zu berechnen“, führt Ulrich Pöschl, Direktor der Abteilung für Multiphasenchemie am MPI für Chemie, aus. Jos Lelieveld, Direktor der Abteilung Atmosphärenchemie am Mainzer Institut fügt hinzu, dass „weitere Studien geplant sind, um die Einfluss verschiedener Phasenzustände der sekundären organische Aerosole auf Wolken, Klima, Luftqualität und Gesundheit zu messen“.

Originalveröffentlichung:
“Global distribution of particle phase state in atmospheric secondary organic aerosols”: Manabu Shiraiwa, Ying Li, Alexandra P. Tsimpidi, Vlassis A. Karydis, Thomas Berkemeier, Spyros N. Pandis, Jos Lelieveld, Thomas Koop, Ulrich Pöschl, Nature Communications 2017, DOI: 10.1038/ncomms15002

Kontakt:
Prof. Dr. Manabu Shiraiwa
Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA 92697, USA
Tel.: +1-949-824-2738
E-Mail: m.shiraiwa@uci.edu

Prof. Dr. Ulrich Pöschl
Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz
Direktor, Abteilung Multiphasenchemie
Tel.: +49(0)6131 305 7000
E-Mail: u.poschl@mpic.de

Prof. Dr. Jos Lelieveld
Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz, Germany
Direktor, Abteilung Atmosphärenchmie
Tel.: +49-6131-3053000
E-Mail: jos.lelieveld@mpic.de

Weitere Informationen:

http://www.mpic.de/aktuelles/pressemeldungen/news/feinste-organische-partikel-in...

Dr. Susanne Benner | Max-Planck-Institut für Chemie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics