Les scientifiques dévoilent de nouvelles informations sur la formation de la pollution atmosphérique
Découverte révolutionnaire dans la compréhension de la formation de la pollution atmosphérique au niveau moléculaire
Une équipe de chercheurs de l'Institut Fritz Haber de la Société Max Planck à Berlin, du Qatar Environment and Energy Research Institute/Hamad Bin Khalifa University, des synchrotrons PETRA III à Hambourg et SOLEIL à Gif-sur-Yvette (France), de l'Université de la Sorbonne à Paris, de l'ETH Zurich et du PSI Center for Energy and Environmental Science (Suisse) a fait une découverte révolutionnaire dans la compréhension de la formation de la pollution de l'air au niveau moléculaire. Leur étude, publiée dans la revue Nature Communications, met en lumière les processus chimiques complexes qui se produisent à la frontière entre le liquide, en particulier les solutions aqueuses, et la vapeur dans notre atmosphère.
L'étude internationale se concentre sur les différences entre les équilibres acido-basiques complexes (c'est-à-dire le rapport entre les composants basiques et acides) à l'intérieur de la masse d'une solution, d'une part, et à l'interface même entre la solution et la vapeur environnante, d'autre part. S'il est facile de mesurer les équilibres acido-basiques dans la masse d'une solution à l'aide de méthodes de pointe, la détermination de ces équilibres à la frontière entre une solution et la phase gazeuse environnante est un véritable défi. Bien que cette couche limite soit environ cent mille fois plus étroite qu'un cheveu humain, elle joue un rôle très important dans les processus qui influencent la pollution de l'air et le changement climatique. L'examen de la chimie de la limite solution-vapeur à l'échelle moléculaire permet donc de développer des modèles améliorés pour comprendre le devenir des aérosols dans l'atmosphère et leur influence sur le climat mondial.
Principales conclusions
1. Détermination d'équilibres acido-basiques complexes : Les chercheurs ont utilisé des méthodes spectroscopiques complémentaires pour démêler les équilibres acido-basiques complexes qui résultent de la dissolution du polluant dioxyde de soufre (SO2) dans l'eau.
2. Un comportement unique à l'interface liquide-vapeur : Dans des conditions acides, l'équilibre tautomérique entre le bisulfite et le sulfonate est fortement déplacé vers l'espèce sulfonate.
3. Stabilisation à l'interface : Les simulations de dynamique moléculaire ont révélé que l'ion sulfonate et son acide (acide sulfonique) sont stabilisés à l'interface en raison de l'appariement des ions et de barrières de déshydratation plus élevées, respectivement. Cela explique pourquoi les équilibres tautomériques sont déplacés à l'interface.
Implications pour la pollution atmosphérique
Les résultats mettent en évidence les comportements contrastés des produits chimiques à l'interface par rapport à l'environnement global. Cette différence a un impact significatif sur la façon dont le dioxyde de soufre est absorbé et réagit avec d'autres polluants tels que les oxydes d'azote (NOx) et le peroxyde d'hydrogène (H2O2) dans l'atmosphère. Il est essentiel de comprendre ces processus pour élaborer des stratégies visant à réduire la pollution atmosphérique et ses effets néfastes sur la santé et l'environnement.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
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, Volume 15, 2024-10-18
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