表面活性剂可以使气溶胶中的有毒化学物质在空气中持续更长时间

伯明翰大学领导的研究发现，气溶胶中常见的危险化学物质，例如烹饪和清洁产生的化学物质，可以在表面活性剂形成的3D结构中受到“保护”，从而使它们在空气中的停留时间更长。

表面活性剂或“表面活性剂”是一类化合物，用作肥皂和清洁产品等日常用品中的乳化剂、发泡剂和润湿剂。它们还通过自然过程释放，例如海浪和烹饪活动的主要排放。

这项研究发表在《化学研究报告》上，由伯明翰大学与巴斯大学和科学技术设施委员会中央激光设施合作领导。

科学家们在过去5-6年里进行了广泛的研究，初步研究了其中一种表面活性剂油酸(一种常见的烹饪和海洋排放物)如何在纳米尺度上形成复杂的结构，以及它们如何影响油酸的相互作用与空气中的其他化学物质。最近的实验探索了日益复杂的表面活性剂混合物，以确定空气中遇到的各种气溶胶成分的影响。

领导这项研究的伯明翰大学教授克里斯蒂安·普弗朗(ChristianPfrang)表示：“气溶胶通常是由烹饪和清洁等日常活动产生的，现代生活中人们平均90%的时间都在室内度过，因此迫切需要了解气溶胶的存在。“室内气溶胶是如何处理的。众所周知，油酸可以自组织成一系列3D纳米结构，其中一些具有高粘度，可以延缓老化，从而延缓气溶胶中关键化学成分的分解。”

通过结合实验室和计算研究，研究人员确定，有害的反应性物质可能被屏蔽在气溶胶颗粒内部和高粘性(类似蜂蜜)的外壳下面，有可能延长大气停留时间，从而延长它们从其他短距离排放源的到达范围。生活的物种。

研究人员进行了广泛的实验研究，调查悬浮在空气中的颗粒以及固体表面上的薄膜(“窗垢”代表)和漂浮在水面上(代表最常见的水滴表面)的自组织。在大气中发现)。

这些自组织气溶胶采用最先进的技术进行分析，利用小角X射线散射分析纳米级结构，并利用拉曼显微镜分析化学行为。该团队开发了补充计算机模型，以了解表面活性剂如何在大气中组织自身。

他们发现，当与大气中的其他气溶胶成分混合时，表面活性剂可以自行组织成不同类型的3D结构。这种自组织显着降低了化学品的反应性，从而延长了它们的使用寿命。产品材料的外壳可能会在颗粒表面形成，从而保护有害物质并延长它们在大气中的存留时间。

Pfrang教授继续说道：“我们复杂的多尺度实验研究与定制的计算模型密切相关，表明这些表面活性剂结构可以为气溶胶中常见的有害化学物质提供有效的屏蔽，这些化学物质可以在大气中持续更长时间并传播更远。”

“对于我们这些大部分时间都在室内度过的人(即西方世界的大多数人)来说，这应该引起关注。我们知道气溶胶会造成空气污染，并对人类健康产生负面影响，并且这些发现表明，我们吸入有害化学物质的时间比我们之前想象的要长，尤其是在烹饪和清洁之后。”

该研究为进一步研究这些表面活性剂排列如何影响气候以及室内和室外空气质量开辟了途径。

Pfrang教授总结道：“现在的关键问题是，我们在实验室中仔细量化的这些过程在现实生活条件下有多重要——事实上，我们已经开始从表面活性剂浓度高的区域收集气溶胶样本进行分析。这是意料之中的，比如学生的厨房。”

“需要更多的研究来了解这些结构在室外和室内的作用，这对我们呼吸的空气质量意味着什么，以及这可能对人类健康产生的影响。但与此同时，我们建议打开一扇窗户，确保您的空间在烹饪和清洁时通风良好。”