阳光与腐植酸的关系

一个看似简单的阳光和土壤的相互作用可能会把大量的空气中的二氧化氮转(NO₂) 转化为亚硝酸(HONO),即大气中的“清洁工”羟基的先驱，它能氧化大量的污染物。

这个未曾被认识到的土壤与大气化学之间的联系能填补我们对于大气、气候和改进模型的理解的缺陷。

特定土壤的退化产生了腐植酸，一种复杂的高分子有机混合物，其化学成分难以描述。瑞士保罗谢尔研究所的大气化学家 Konrad Stemmler 和 Markus Ammann 及其在法国和德国的同事发现在光照的情况下，NO₂ 和腐植酸能反应产生大量的HONO，这就解释了在白天测量中所观察到的HONO的水平。(Nature 2006, 440, 195).

这可能是白天产生的 HONO 的大量来源，Barbara J. Finlayson-Pitts 说，他是加州大学欧文分校的化学教授，专门研究大气中 HONO 的产生。

1970年，科学家们首次测量了低纬度地区的大气中的 HONO。NO₂ (与 NO 一起同为燃烧的副产物) 与水或者有机化合物在粒子的表面进行反应产生了这种化合物。科学家认为 HONO 是在黑暗中产生的，因为光照会使其光解为OH。

近年来，随着更多精密仪器的出现，科学家发现在白天也能产生 HONO。尽管早在1980年就有人提出光在NO₂ 转化为 HONO 的过程中起着重要作用，但是只有少数几个模型和实验解释了这一现象。

阿曼和他的同事们一直在探寻酚类化合物如何在黑暗中把电子转移到 NO₂ 的同时产生了亚硝酸盐，然后质子化成为 HONO。他们进一步研究表明光加速了这些反应。然后他们意识到以植物为基础的混合木质素的分解产生单体酚类化合物，这些化合物是处于腐殖质物质的构建模块之中的。

研究小组把腐植酸的薄膜暴露在 NO₂ 和光照下，发现此时产生 HONO 的速率与 NO₂ 消耗的数量是在夜晚生产的 30 倍。该反应在一个很宽的光频率范围内发生，包括可见光。

Xianliang Zhou，纽约州立大学奥尔巴尼分校的教授，一直致力于光敏 HONO 产生的研究，声称这篇文章“有趣又令人兴奋”。他指出该反应在城区的效果可能更显著，因为在农村地区氮氧化合物的浓度较低。

该化学反应可能也会影响大气中的其他稀有气体如臭氧，Ammann 说。F. Sherwood Rowland，诺贝尔奖得主加州大学欧文分校的化学教授，指出“HONO 作为低层大气中的氧化剂受到了大量的关注。”