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为什么痕量金属紧贴海洋的皮肤

毫米厚的海面微层内的金属可能会影响海洋健康和气候。大海和天空之间有什么关系?地平线,大多数人可能会说。但是海洋科学家知道还有其他东西:毫米厚的碳水化合物,蛋白质和脂质层,称为海面微层(SML)。这种凝胶状层的作用就像海洋的皮肤,调节水和大气之间的物质交换。它在海洋吸收二氧化碳以及垃圾和其他污染物是否下沉或漂浮方面起着关键作用。现在,一项新研究揭示了为什么某些痕量金属会集中在SML中,这一发现可以帮助科学家了解海洋“皮肤”的变化如何影响气候和海洋健康。

SML是一个复杂的环境,充满了来自海洋生物和人类活动的溶解和颗粒状有机物质。过去的研究表明,当该层含有高水平的脂质 - 由脂肪酸及其衍生物组成的有机化合物时 - 某些痕量金属的浓度也会更高。这一发现非常重要,因为金属和脂质都会改变海洋的表面张力,进而影响海洋喷雾气溶胶的产生。这些微小的海水,当风吹过海洋和海浪破碎时产生,可以高高地进入大气层。它们在云的形成以及其他重要的大气过程中起着关键作用。

为了确定哪种脂质对SML中的金属离子具有最高的亲和力或结合倾向,Zhang等人。将几种类型的脂肪分子放入不同金属的水中,并观察哪种组合导致水的表面张力降低,这表明发生了结合。该团队还使用了一种名为Brewster角度显微镜的技术,直接观察与SML相似的超薄有机薄膜并研究其分子组织。

研究小组发现,磷酸酯是一种在润滑液压液和阻燃剂以及天然体系中发现的脂质,它们最有效地与痕量金属结合。特别是,它们倾向于非常强烈地与带正电荷的铝,铁和锌离子结合。虽然其他类型的有机分子也与痕量金属结合,例如含有硫酸盐和硝酸盐基团的有机分子,但研究表明,磷酸酯是SML表面组织的重要参与者,这种动态可能影响气体交换,气溶胶成分和全球反射率和水蒸气。此外,这项研究解释了SML中的金属富集,这是了解海洋表面金属丰度和环境中痕量金属循环的重要发现。

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