Reactive Oxygen Species in Biomass Burning Particles: Dependence on Chemical Composition and Photochemical Aging
生物质燃烧颗粒中的活性氧:对化学成分和光化学老化的依赖性
基本信息
- 批准号:2203419
- 负责人:
- 金额:$ 54.17万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-07-01 至 2025-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The Environmental Chemical Sciences Program in the Division of Chemistry supports Professors Manabu Shiraiwa and Sergey Nizkorodov for studies of biomass burning aerosols. Biomass burning is an important source of atmospheric particulate matter in the era of global climate change, as the frequency and intensity of wildfires have been increasing. Biomass burning organic aerosol (BBOA) particles contain various redox-active compounds, which can trigger the formation of reactive oxygen species (ROS) that play a central role in chemical transformation of organic compounds in the atmosphere. For better assessment of BBOA influence on air quality and climate, a molecular-level and mechanistic understanding of ROS multiphase chemistry and photochemistry by BBOA particles is needed. Graduate and undergraduate students will be involved in this research. Minority junior high school students will be hosted with a seminar on biomass burning aerosols and hands-on experiments to stimulate their interests on environmental chemical sciences.The project aims at elucidating chemical mechanism and kinetics of ROS formation from redox-active components in BBOA particles. Electron paramagnetic resonance spectroscopy will be applied to quantify the formation of ROS in BBOA surrogate mixtures and BBOA generated by pyrolysis and smoldering combustion of biomass samples. Chemical composition of BBOA particles will be characterized using an ultra-high-performance liquid chromatograph coupled to a high-resolution mass spectrometer. Impacts of photochemical aging on formation of ROS will be assessed to advance mechanistic understanding of BBOA aging processes.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
化学系的环境化学科学项目支持 Manabu Shiraiwa 和 Sergey Nizkorodov 教授进行生物质燃烧气溶胶的研究。在全球气候变化的时代,随着山火发生频率和强度的不断增加,生物质燃烧是大气颗粒物的重要来源。生物质燃烧有机气溶胶(BBOA)颗粒含有各种氧化还原活性化合物,可以引发活性氧(ROS)的形成,而活性氧在大气中有机化合物的化学转化中发挥着核心作用。为了更好地评估 BBOA 对空气质量和气候的影响,需要对 ROS 多相化学和 BBOA 颗粒的光化学有分子水平和机制的了解。研究生和本科生将参与这项研究。少数民族初中生将举办生物质燃烧气溶胶研讨会和动手实验,激发他们对环境化学科学的兴趣。该项目旨在阐明BBOA颗粒中氧化还原活性成分形成ROS的化学机制和动力学。电子顺磁共振波谱将用于量化 BBOA 替代混合物中 ROS 的形成以及生物质样品热解和阴燃燃烧产生的 BBOA。 BBOA 颗粒的化学成分将使用超高性能液相色谱仪和高分辨率质谱仪进行表征。将评估光化学老化对 ROS 形成的影响,以促进对 BBOA 老化过程的机械理解。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Wildfire Particulate Matter as a Source of Environmentally Persistent Free Radicals and Reactive Oxygen Species
- DOI:10.1039/d2ea00170e
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:T. Fang;Brian C. H. Hwang;Sukriti Kapur;Katherine S. Hopstock;Jinlai Wei;Vy Nguyen;S. Nizkorodov;M. Shiraiwa
- 通讯作者:T. Fang;Brian C. H. Hwang;Sukriti Kapur;Katherine S. Hopstock;Jinlai Wei;Vy Nguyen;S. Nizkorodov;M. Shiraiwa
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