氣溶膠是懸浮在空氣中的微小固體或液體顆粒。它們通過吸收或散射陽光并充當(dāng)云凝結(jié)核來影響氣候。而且，它們可能通過細(xì)顆粒物質(zhì)對健康的不利影響而影響人類的福祉。

很大一部分顆粒物由硝酸根，硫酸根和銨離子組成。這些主要氣溶膠成分的形成受氣溶膠酸度的強(qiáng)烈影響，氣溶膠酸度在不同區(qū)域之間的氣溶膠pH值范圍從?1到?6不等。但是，這些較大變化的驅(qū)動因素尚不清楚。

研究人員現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，氣溶膠顆粒的含水量和總質(zhì)量濃度對其酸度有多重要。馬克斯·普朗克化學(xué)研究所的由Yafang Cheng和Hang Su領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，這些因素甚至比干顆粒成分更重要。他們發(fā)現(xiàn)，對于人為地從農(nóng)業(yè)，交通和工業(yè)中大量排放氨的大陸地區(qū)，氣溶膠的pH值可以通過銨離子和氨的共軛酸堿對有效地緩沖和穩(wěn)定在不同的水平(NH 4 + / NH 3)。

現(xiàn)在發(fā)表在跨學(xué)科研究雜志《科學(xué)》上的調(diào)查開始于以下問題：是否以及如何緩沖不同大陸地區(qū)的氣溶膠pH值。為了解決這個問題，美因茲的科學(xué)家開發(fā)了一種新的氣溶膠多相緩沖理論，分析了大氣測量數(shù)據(jù)并進(jìn)行了氣溶膠成分和酸度的全局模型模擬。

“事實證明，酸堿對NH 4 + / NH 3在大多數(shù)人口分布的大陸地區(qū)都在緩沖氣溶膠的pH值，即使酸度可能會因多個pH單位而有所不同，” Max密涅瓦研究小組負(fù)責(zé)人Cheng Yafang Cheng說。普朗克化學(xué)研究所。她補(bǔ)充說：“水分含量的變化是造成氨氣緩沖區(qū)域氣溶膠pH值全球變化的70-80%，這以前是未知的，可以用我們新的多相緩沖理論來解釋。”

特別是，馬克斯·普朗克(Max Planck)研究人員使用他們的模型比較了兩個非常不同的地理區(qū)域和條件的氣溶膠成分和酸度。在美國東南部，夏季空氣清新，大氣中的幾個氣溶膠顆粒在pH值約為1時幾乎不含水分，而在華北地區(qū)，典型的是在pH值約為5時有高濃度的高濃度氣溶膠。冬季平原。“我們發(fā)現(xiàn)氣溶膠pH值的較大差異主要是由于氣溶膠載量和水含量的差異，而不是早期研究中假定的硝酸鹽含量的差異，”鄭亞芳研究小組的博士后鄭光杰解釋說。

該研究所多相化學(xué)系科學(xué)組組長蘇航總結(jié)說：“全球范圍內(nèi)，約有70%的城市地區(qū)處于氨緩沖狀態(tài)。” “因此，新發(fā)現(xiàn)的多相緩沖機(jī)制對于了解人類世的霾形成和氣溶膠對人類健康和氣候的影響非常重要。”

Cheng和Su周圍研究小組的研究結(jié)果不僅表明氣溶膠的 pH值和大氣多相化學(xué)反應(yīng)受到人類普遍影響的人類世的氨排放和人類世間氮循環(huán)的強(qiáng)烈影響。他們還增進(jìn)了對空氣污染如何發(fā)展的理解，從而為可能的控制措施提供了重要的途徑。