Tilaa uutiskirje RSS-syöte
Torstai 28.05.2020

Ilmastouutisia

Tuoreita havaintoja hiilivetyjen hapettumisesta ilmakehässä


15.12.2014 18:41

Syklohekseenin otsonihapetuksessa autoksidaation kautta syntyvän C12H18O10 - molekyylin mahdollinen molekyylirakenne. Harmaat pallot ovat hiiliatomeja, punaiset happiatomeja ja valkoiset vetyatomeja. Esimerkki on ELVOC-tyypisestä molekyylistä, joka on hapettuneempi ja haihtumattomampi kuin mikään näiden hiilivetyjen ilmakehähapetuksessa syntyvä yhdiste, jota on aiemmin mitattu tai havaittu.

Kuva: Theo Kurtén

Ryhmä ilmakehätutkijoita Helsingin yliopistosta on löytänyt uusia yksityiskohtia tyydyttymättömien hiilivety-yhdisteiden hapetuksesta ilmakehässä. Havainnot ovat tärkeitä, koska mitä pidemmälle hapettunut on ilmakehässä oleva yhdiste, sitä suuremmalla todennäköisyydellä se johtaa aerosolihiukkasten syntymiseen.

Ilmakehässä leijuvat pienen pienet osaset, aerosolihiukkaset, vaikuttavat sekä hengitysilman laatuun että ilmastoon. Tutkimukset tehtiin virtausreaktoreissa kahdessa eri laboratoriossa aloittamalla hapetusketju otsonolyysireaktiolla eli otsonin reaktiolla tutkitun hiilivedyn kanssa. Samoja hapetustuotteita havaittiin myös kenttämittauksissa. Havainnot on vastikään raportoitu julkaisuissa Journal of the American Chemical Society ja Angewandte Chemie International.

Tutkijaryhmä on vaihe vaiheelta analysoinut, miten hiiliketjurakenne vastaanottaa ilmakehän happimolekyylejä reaktiosarjassa, joka johtaa erittäin hapettuneisiin lopputuotteisiin. Se löysi ja kuvasi sellaisia kemiallisia yhdisteitä, joiden rakenne on aiemmin ollut mysteeri. Pitkälle hapettuneet haihtumattomat yhdisteet voivat osallistua tehokkaasti hiukkasten kasvattamiseen.

- Otsonolyysin aloittaman hapetusketjun seurauksena ilmakehään syntyy uusia, käytännössä haihtumattomia orgaanisia eli eloperäisiä yhdisteitä. Nimitämme niitä englanninkielisen akronyymin mukaan ELVOC-yhdisteiksi (Extremely Low-Volatility Organic Compounds). Nämä ELVOC-yhdisteet ovat varsinaisten aerosolihiukkasten esiaste, kuvailee tutkijatohtori Matti Rissanen Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen ilmakehätieteiden osastolta.

- Juuri tunnistetut haihtumattomat yhdisteet tiivistyvät pienimpienkin hiukkasten pinnalle kasvattaen niiden kokoa hitaasti. Kun hiukkanen kasvaa, siitä voi tulla pilvipisara, uuden pilven alku. Pilvet taas vaikuttavat maapallon säteilytasapainoon viilentämällä ilmakehää, selventää Rissasen kollega, tohtorikoulutettava Tuija Jokinen.

- Pystyimme ensimmäistä kertaa havaitsemaan myös lyhytikäisiä happikeskisiä radikaaleja ilmanäytteistä. Sitä on aiemmin pidetty lähes mahdottomana, Jokinen lisää.

Tutkimustyössä hyödynnettiin kvanttikemiaa

Rissasen ja Jokisen tutkimustulokset on saatu sekä kokeellisesti laboratoriossa että luonnossa, mutta myös kvanttikemiallisia tietokonemalleja hyödyntämällä. Tutkijakaksikko on osallistunut aktiivisesti instrumenttien kehittämiseen, jotta hiilivetyjen reaktioiden pienimmätkin yksityiskohdat pystytään havaitsemaan ja todentamaan luotettavasti.

- Saimme selville muun muassa sen, että syklohekseenin otsonolyysin seurauksena tapahtuva hapetusketju etenee paljon pidemmälle kuin aiemmin on oletettu, sanoo Rissanen.

- Otsonolyysissa on tiedetty syntyvän 4-5 happiatomia sisältäviä yhdisteitä, mutta meidän mittauksissamme havaittiin jopa 10 tai 11 happiatomia sisältäviä molekyylejä. Saman hapetusmekanismin havaittiin toimivan myös suuremmissa eloperäisissä yhdisteissä.

Tutkijat Rissanen ja Jokinen ovat taustaltaan kemistejä. Kumpikin työskentelee akatemiaprofessori Markku Kulmalan johtamassa ilmakehätutkimuksen huippuyksikössä. Otsonolyysitutkimuksen kvanttikemialliset laskelmat Rissanen teki yhteistyössä Helsingin ja Kööpenhaminan yliopistojen kemian laitosten kanssa. Jokinen toteuttaa tutkimustyönsä seuraavan vaiheen analysoimalla ELVOC-yhdisteitä Etelämantereen puhtaassa ilmassa.

Rissasen tulokset on julkaistu Journal of the American Chemical Societyssa, Jokisen artikkeli ilmestyi Angewandte Chemie Internationalissa. Näihin tieteellisiin julkaisuihin hyväksytään vain murto-osa ehdolle lähetetyistä, uusia tutkimustuloksia esittelevistä artikkeleista.

CO2-raportti

Bookmark and Share






16


Annika Kangas:
Metsänkasvatus on taitolaji – hakkuutapojen vastakkainasettelu ei kanna pitkälle
Juha Lehtonen, Antti Arasto:
Voivatko uudet hiilen lähteet ja uusiutuva sähkö vähentää maankäytön muutospaineita?
Jaana Kaipainen, Tarja Tuomainen:
Metsäkadon päästöt ja niiden vähentäminen Suomessa
Marja Järvelä:
Kuluttajista ilmastokansalaisiksi
Ilkka Savolainen:
Turvepeltojen päästöjä pitää vähentää
Antti Mäkelä:
Rankkasateet ja rajuilmat - mihin pitää varautua tulevaisuudessa?
Sanna Kopra:
Kiina nousemassa ilmastopolitiikan johtajaksi?
Pinja Sipari:
Ilmastokasvatusta opettajille
Anne Tolvanen:
Terve luonto osaksi maankäyttöä
Ilkka Savolainen, Sanna Syri:
Puusähköllä ajaa pidemmälle kuin puudieselillä - kumpaan metsiämme siis kannattaa käyttää?
Mikko Alestalo:
Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus jatkaa kasvuaan
Eemeli Tsupari, CO2Esto:
Lehmän lannalla liikenteeseen
Unto Eskelinen:
Yksinkertainen viesti ympäristökestävyydestä
Ilkka Savolainen:
Puun energiakäyttö ei ole ongelmatonta
Antti Iho:
Rajoja ja rakkautta ympäristönsuojelussa
Riitta Silvennoinen:
Bemarin uusi ekologinen elämä
Leena Kontinen:
Ihmisten Pariisi - muutos on alkanut
Piia Moilanen:
Tuottavuusloikka pyöräillen
Teija Lahti-Nuuttila:
Energiatehokkuudella vähemmästä enemmän
Jussi Uusivuori:
Väärät verot tulevat kalliiksi
Aki Mäki-Petäys:
Vaelluskalojen kohtalon hetki - nyt on aika toimia
Oras Tynkkynen:
Pariisin voittajat
Oras Tynkkynen:
Uusi sopimusluonnos avattuna
Emma Lommi:
Ilmastonmuutos on merkittävimpiä globaaleja terveys- ja tasa-arvokysymyksiä
Hanna-Liisa Kangas:
Teknologiayhteistyö tapahtuu kentällä - ei työpajoissa

Lisää blogeja >>

Kunnat CO2-raportissa

Äänekoski
Alavus
Aura
Espoo
Eurajoki
Forssa
Hämeenkyrö
Hämeenlinna
Hamina
Hankasalmi
Hanko
Hartola
Hausjärvi
Heinola
Helsinki
Hollola
Hyvinkää
Iisalmi
Iitti
Ikaalinen
Ilmajoki
Ilomantsi
Imatra
Järvenpää
Janakkala
Joensuu
Jokioinen
Jyväskylä
Kärkölä
Kaarina
Kajaani
Kangasala
Karkkila
Kauniainen
Kemi
Kemiönsaari
Kerava
Kirkkonummi
Kiuruvesi
Kokkola
Kotka
Kouvola
Kuhmoinen
Kuopio
Kuortane
Kurikka
Kuusamo
Lahti
Laitila
Lappeenranta
Lapua
Lempäälä
Lieto
Lohja
Loimaa
Loviisa
Mäntsälä
Mänttä-Vilppula
Masku
Mikkeli
Mynämäki
Naantali
Nakkila
Nokia
Nousiainen
Nurmijärvi
Orimattila
Oulu
Padasjoki
Paimio
Parainen
Parikkala
Pirkkala
Pori
Pornainen
Porvoo
Posio
Punkalaidun
Pyhtää
Raahe
Raisio
Rauma
Riihimäki
Rovaniemi
Rusko
Salo
Sastamala
Sauvo
Seinäjoki
Sipoo
Somero
Suomussalmi
Suonenjoki
Sysmä
Taivalkoski
Tampere
Turku
Tuusula
Ulvila
Uusikaupunki
Vaasa
Vantaa
Varkaus
Vihti
Ylöjärvi
Ylivieska