Las alertas de calidad del aire a menudo incluyen los niveles de partículas, pequeños grupos de moléculas en la atmósfera inferior que pueden variar en tamaño desde microscópico a visible. Estas partículas pueden contribuir a la neblina, las nubes y la niebla y también pueden representar un riesgo para la salud, especialmente aquellos en el extremo más pequeño del espectro. Las partículas conocidas como PM10 y PM2.5, que se refieren a grupos que tienen un tamaño de 2.5 a 10 micrómetros, pueden inhalarse, lo que puede dañar el corazón y los pulmones.
Esta semana, un grupo liderado por científicos de la Universidad de Pensilvania en colaboración con un equipo internacional informa un nuevo factor que afecta la formación de partículas en la atmósfera. Su análisis, publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias descubrió que los alcoholes como el metanol pueden reducir la formación de partículas al consumir uno de los ingredientes clave del proceso, el trióxido de azufre SO3.
"En este momento, todos estamos preocupados por PM2.5 y PM10 porque tienen algunas consecuencias reales para la calidad del aire y la salud", dice Joseph S. Francisco, autor correspondiente del artículo y químico atmosférico en la Escuela de Pensilvania deArtes y ciencias: "La pregunta ha sido: ¿cómo se suprime la formación de este tipo de partículas? Este trabajo en realidad ofrece una visión muy importante, por primera vez, de cómo se puede suprimir el crecimiento de partículas".
"Nosotros y otros hemos estado estudiando este proceso de cómo crecen las partículas para que podamos entender mejor el clima y las implicaciones para la salud", dice Jie Zhong, un becario postdoctoral en Penn y coautor principal del trabajo ". Antes la gente pensabaque los alcoholes no eran importantes porque interactúan débilmente con otras moléculas. Pero los alcoholes atrajeron nuestra atención porque son abundantes en la atmósfera, y descubrimos que de hecho juegan un papel importante en la reducción de la formación de partículas ".
Antes de este trabajo, Zhong y sus colegas se centraron en varias reacciones que involucran SO3, que pueden surgir de varios tipos de contaminación, como la quema de combustibles fósiles. Cuando se combina con moléculas de agua, SO3 forma ácido sulfúrico, un componente importante delluvia ácida pero también una de las "semillas" más importantes para el crecimiento de partículas en la atmósfera.
Los químicos sabían que los alcoholes no son muy "pegajosos", formando solo interacciones débiles con SO3, y por lo tanto lo descartaron como un contribuyente clave para la formación de partículas. Pero cuando Zhong y sus colegas observaron más de cerca, utilizando potentes modelos de química computacional y molecularSimulaciones dinámicas, se dieron cuenta de que el SO3 podría reaccionar con alcoholes como el metanol cuando hay mucho en la atmósfera. El producto resultante, metil hidrógeno sulfato MHS, es lo suficientemente pegajoso como para participar en el proceso de formación de partículas.
"Debido a que esta reacción convierte los alcoholes en compuestos más pegajosos", dice Zhong, "inicialmente pensamos que promovería el proceso de formación de partículas. Pero no lo hace. Esa es la parte más interesante. Los alcoholes consumen o compiten por el SO3 por lo menosestá disponible para formar ácido sulfúrico "
Aunque la reacción entre metanol y SO3 requiere más energía, los investigadores descubrieron que el propio MHS, además del ácido sulfúrico y el agua, podría catalizar la reacción del metanol.
"Esa fue una parte interesante para nosotros, descubrir que el MHS puede catalizar su propia formación", dice Francisco. "Y lo que también fue único acerca de este trabajo y lo que nos sorprendió fue el impacto del efecto".
Francisco y Zhong señalan que en condiciones secas y contaminadas, cuando los alcoholes y el SO3 son abundantes en la atmósfera pero las moléculas de agua están menos disponibles, esta reacción puede desempeñar un papel especialmente significativo en la reducción de la velocidad de formación de partículas. Sin embargo, también reconocenque MHS, la producción de la reacción metanol-SO3, también se ha relacionado con impactos negativos en la salud.
"Es un equilibrio", dice Zhong. "Por un lado, esta reacción reduce la formación de nuevas partículas, pero por otro lado produce otro producto que no es muy saludable".
Sin embargo, lo que ofrece la nueva visión de la formación de partículas es información que puede impulsar modelos más precisos para la contaminación del aire e incluso el clima y el clima, dicen los investigadores. "Estos modelos no han sido muy precisos, y ahora sabemos queno estaban incorporando este mecanismo que no se reconoció anteriormente ", dice Zhong.
Como siguiente paso, los investigadores están investigando cómo las condiciones más frías, que involucran nieve y hielo, afectan la formación de nuevas partículas. "Eso es muy apropiado porque se acerca el invierno", dice Francisco.
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Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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