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대기 입자상물질 새입자 형성 메커니즘
  • 등록일2018.09.06
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최근, 베이징이공대학 화학·화공학부 장슈후이(张秀辉) 부교수 연구팀은 미국 네브래스카대학 링컨캠퍼스 쩡샤오청(曾晓成)/Joseph S. Francisco 교수팀, 중국과학원 화학연구소 거마오파(葛茂发) 연구팀, 핀란드 헬싱키대학교와 공동으로 심각한 오염지역 새입자 형성 연구에서 중요한 성과를 거두었다. 관련 성과는 "Self-Catalytic Reaction of SO3 and NH3 to Produce Sulfamic Acid and Its Implication to Atmospheric Particle Formation(SO3과 NH3의 자가촉매반응 및 생성물 술팜산이 대기 입자 형성에 미치는 영향)"이란 제목으로 2018년 8월 8일 "Journal of the American Chemical Society"에 게재되었다.

에어로졸 새입자는 대기 입자상물질과 구름형성응축핵(cloud condensation nuclei)의 주요 근원으로서 지역 환경의 질, 기후, 인체건강에 큰 영향을 미친다. 특히 중국 고농도 기체오염물 및 강산화성 배경에서 새입자 형성은 늘 빈번하게 발생한다. 핵형성 단계는 새입자 형성에서 관건이다. 하지만 연구 과정에서 핵심 실험기술의 제한을 받아 핵형성 단계 분자 수준의 물리화학적 메커니즘 특히 오염지역 에어로졸 핵형성 단계의 메커니즘을 아직도 밝혀내지 못했다. 따라서 새입자 형성 과정에서의 핵형성 단계 잠재적 메커니즘은 새입자 형성이 지역 특히 오염지역의 환경, 건강효과 그리고 대기환경 관련 과학연구에 중요한 의미가 있다.

연구팀은 양자화학 계산과 대기 클러스터 동역학 모델을 결합시켜 NH3 대량 방출 고오염 지역의 주요 기상오염물 SO3과 NH3 간 자가촉매반응을 연구하였다. 연구를 통해 NH3 농도가 비교적 높은 건조 지역에서 해당 반응은 오염물 SO3의 H2O와의 반응 외 또 하나의 중요한 소모경로임을 발견하였다. 또한 반응 생성물 술팜산은 도시지역 대기의 주요 핵형성 클러스터(황산-디메틸아민 클러스터)의 형성속도를 다양한 수준으로 증가함을 발견하였다. 아울러 연구팀은 심각한 오염지역 NH3-SO3의 자가촉매반응에서 유발된 에어로졸 새입자 형성의 참신한 메커니즘을 제안하였다. 이는 중국 복합 대기오염 조건에서의 새입자 형성 메커니즘 연구에 새로운 연구 아이디어 및 이론적 지침을 제공하였다.

정보출처 : http://www.wanfangdata.com.cn/informationController/getDetails.do?type=fund&id=e9a060bd31da4c778c0628cf29d7d303