Novo istraživanje koje su provele znanstvenice Instituta Ruđer Bošković (IRB) dr. sc. Sanja Frka Milosavljević i dr. sc. Abra Penezić u suradnji s kolegama sa Sveučilišta u Lyonu ukazalo je na značaj organske tvari koju proizvodi fitoplankton u stvaranju hlapivih organskih spojeva. Ovo istraživanje po prvi puta je dokazalo da je prisutnost biogenog lipidnog materijala fitoplanktonskog podrijetla na granici faza mora i atmosfere dovoljna za stvaranje hlapivih organskih spojeva. Rad je objavljen u uglednom multidisciplinarnom časopisu Chemosphere.
Hlapivi organski spojevi su tvari koje lako isparavaju na sobnoj temperaturi i mogu se naći u brojnim uobičajenim proizvodima, kao što su boje, sredstva za čišćenje i osvježivači zraka. Također ih prirodno proizvode biljke, životinje i ljudi. Ovi spojevi mogu doprinijeti onečišćenju zraka, a mogu uzrokovati i neke zdravstvene probleme. Neki hlapivi organski spojevi mogu reagirati s drugim zagađivačima u atmosferi stvarajući štetne sekundarne zagađivače.
Proizvodnja hlapljivih organskih spojeva
Prekrivajući oko sedamdeset posto Zemljine površine, oceani predstavljaju jedan od najvećih prirodnih izvora atmosferskih lebdećih čestica. Općenito, morske čestice raspršuju zračenje koje emitiraju Sunce i Zemlja i doprinose učinku hlađenja, ali i posreduju u procesima stvaranja oblaka te određuju njihova svojstva. Takozvani primarni aerosol morskog spreja nastaje mehanički, djelovanjem vjetra uslijed pucanja mjehurića zraka na morskoj površini.
Mora i oceani predstavljaju i važan izvor hlapivih organskih spojeva koji se raznim fizikalno-kemijskim procesima mogu transformirati u atmosferi te služiti kao prekursori u nastajanju lebdećih čestica. Poznato je da se hlapivi organski spojevi oslobađaju uslijed biološke aktivnosti organizama u moru, ali nova saznanja ukazuju da oni mogu nastati i abiotičkim procesima odnosno uslijed fotokemije organske tvari prisutne na morskoj površini.
U ovom su radu znanstvenici po prvi puta ispitivali fotokemijske transformacije organskog materijala dijatomeje Chaetoceros pseudocurvisetus na granici faza voda-zrak.
Pritom su identificirali i kvantificirali brojne nezasićene i zasićene oksigenirane hlapive spojeve, uključujući izopren, dok su, istovremeno, pratili promjenu površinske aktivnosti vodene faze promatranog sustava u fotokemijskom reaktoru.
”Najveći tok hlapivih spojeva, u odnosu na količinu analizirane organske tvari, zamijetili smo uslijed izlaganja biogene lipidne frakcije simuliranom Sunčevom zračenju. Hlapive produkte fotokemijske transformacije biogenog lipidnog materijala dalje smo usmjeravali u komoru za simulaciju atmosferskih uvjeta gdje su bili izloženi djelovanju ozona kao snažnog atmosferskog oksidansa, a što je promptno uzrokovalo stvaranje novih atmosferskih čestica, veličine promjera do oko 25 mikrometara”, objašnjava dr. sc. Sanja Frka Milosavljević iz Laboratorija za biogeokemiju mora i atmosfere Zavoda za istraživanje mora i okoliša IRB-a, te dodaje kako ovaj rad po prvi puta dokazuje kako je za abiotičko stvaranje hlapivih organskih spojeva dovoljna i ključna prisutnost upravo biogenog lipidnog materijala fitoplanktonskog porijekla na granici faza more-atmosfera.
”Obzirom da se lipidi, kao uobičajene prirodne površinski aktivne tvari, spontano akumuliraju na granicama faza voda-zrak, oni se mogu smatrati sveprisutnima na granicama faza u okolišu kao što su, primjerice, površine rijeka, jezera, oceana, čestica aerosola i kapljica oblaka. Stoga se fotoinducirana abiotička proizvodnja hlapivih organskih spojeva iz lipidnog materijala može smatrati globalnom pojavom koja utječe na procese izmjene između oceana i atmosfere kao i na kemiju atmosfere u globalnim razmjerima”, zaključuje dr. sc. Abra Penezić iz Laboratorija za fizičku kemiju tragova Zavoda za istraživanje mora i okoliša IRB-a.
Rad je nastao u suradnji sa znanstvenicima sa Sveučilišta u Lyonu, a proveden je u sklopu Hrvatsko-Francuskog bilateralnog projekta COGITO, projekta EUROCHAMP-2020 te projekta Hrvatske zaklade za znanost (IP-2018-01-3105).
Izvor: IRB
