Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Irvine đã thu được một phát hiện đột phá có thể thay đổi cách chúng ta nghĩ về ô nhiễm không khí. Họ phát hiện ra rằng sự tồn tại của một điện trường mạnh giữa các giọt nước nhỏ và không khí xung quanh có thể tạo ra phân tử hydroxit (OH) theo một cơ chế chưa từng được biết đến trước đây. Phân tử này rất quan trọng trong việc giúp làm sạch không khí khỏi các chất gây ô nhiễm, bao gồm khí nhà kính và các hóa chất khác.
Phát hiện này, được trình bày trong một bài báo mới đăng trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, cho thấy quan điểm truyền thống về quá trình hình thành OH trong khí quyển là chưa đầy đủ. Trước đây, người ta cho rằng ánh sáng Mặt trời là yếu tố chủ đạo tạo ra OH, nhưng nghiên cứu mới này cho thấy OH có thể được tạo ra một cách tự phát thông qua các điều kiện đặc biệt trên bề mặt của các giọt nước nhỏ.
“Bạn cần OH để oxy hóa hydrocarbon, nếu không chúng sẽ tích tụ mãi mãi trong khí quyển”, Sergey Nizkorodov, giáo sư hóa học tại Đại học California, Irvine, thành viên của nhóm nghiên cứu, cho biết.
Nizkorodov nói thêm: “OH là nhân vật chính trong câu chuyện về hóa học khí quyển. Nó khởi xướng các phản ứng phân hủy các chất ô nhiễm trong không khí và giúp loại bỏ các hóa chất độc hại như sulfur dioxide và nitric oxide, ra khỏi khí quyển”.
Khám phá này dẫn đến hệ quả quan trọng. Nó có thể thay đổi cách chúng ta lập mô hình ô nhiễm không khí trước đây, khi chúng ta luôn giả định là OH đến từ không khí và không được tạo ra trực tiếp trong các giọt nước nhỏ. Do đó, các mô hình hiện tại có thể cần được sửa đổi để tính đến nguồn tạo OH mới này.
Để kiểm tra giả thuyết của họ, nhóm nghiên cứu đã đo nồng độ OH trong các lọ khác nhau – một số chứa mặt thoáng không khí-nước và một số khác chỉ chứa nước mà không có không khí – và theo dõi quá trình sản xuất OH trong bóng tối bằng cách đưa một phân tử “đầu dò” vào các lọ, và đầu dò này sẽ phát quang khi nó phản ứng với OH. Họ phát hiện ra rằng tỷ lệ sản xuất OH trong bóng tối tương đương hoặc thậm chí vượt quá tỷ lệ khi các lọ tiếp xúc với ánh sáng Mặt trời.
Nizkorodov cho biết: “Điều này có thể thay đổi đáng kể các mô hình ô nhiễm không khí. OH là một chất oxy hóa quan trọng bên trong các giọt nước nhỏ và giả định chính trong các mô hình trước đây là OH đến từ không khí”.
Ông nói thêm: “Nhiều người ban đầu sẽ không tin và sẽ cố gắng tái tạo hoặc thực hiện các thí nghiệm để chứng minh điều đó là sai. Chắc chắn sẽ có nhiều thí nghiệm trong phòng thí nghiệm tiếp tục nghiên cứu vấn đề này”.
Nghiên cứu này dựa trên công trình trước đây của các nhà khoa học Đại học Stanford do Richard Zare đứng đầu, báo cáo về sự hình thành tự phát của hydro peroxide (H2O2) trên bề mặt của các giọt nước nhỏ. Những phát hiện mới giúp giải thích các kết quả bất ngờ từ nhóm Zare.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cảnh báo rằng cần phải thực hiện thêm các thí nghiệm để hiểu đầy đủ ý nghĩa của khám phá này. Bước tiếp theo là thực hiện các thí nghiệm được thiết kế cẩn thận trong bầu khí quyển thực tế ở những nơi khác nhau trên thế giới.
Theo Thebrighterside
Văn Thiện biên dịch
