由研究生 Minako Kurisu(二年級博士生)和東京大學教授 Yoshio Takahashi 領導的研究小組發現,在鋼鐵廠附近收集的大氣顆粒(氣溶膠)中,燃燒產生的鐵含量特別低。結果表明,這可以為燃燒產生的鐵的貢獻提供線索,鐵具有穩定的同位素比並被輸送到海洋表層。

 在公海的一些地區,由於海水中溶解鐵濃度較低,浮游植物的生物生產力在某些地區受到限制。與生物生產相關的光合作用的增加會吸收大氣中的二氧化碳,這會影響碳循環,也與氣候變遷有關。作為鐵的來源,人們提出了黃沙等中天然存在的鐵以及煤炭燃燒等人類活動產生的氣溶膠(PM2.5等微粒)中的鐵的重要性,但其貢獻有很多對此不清楚的地方。

 「鐵穩定同位素比」是不同質量數的鐵同位素的豐度比,其值依鐵源而不同。儘管它有望成為指示鐵來源的示踪劑,但幾乎沒有關於鐵源自燃燒的數據。這次,透過收集和分析煉鋼廠附近的細粒度氣溶膠顆粒,我們發現燃燒產生的鐵的鐵穩定同位素比比天然鐵低得多。這是因為在燃燒過程中,質量數較低(較輕)的鐵優先汽化,導致同位素分離。研究發現,低同位素比的燃燒鐵可以用作示踪劑,因為它在其他排放源附近和日本的一般環境中普遍存在。在沿海地區也觀察到低同位素比,顯示燃燒產生的鐵已經到達海洋。

 目前的結果對於評估燃燒產生的鐵對海洋鐵循環的定量貢獻並闡明其與碳循環和氣候變遷的關係具有重要意義。

論文信息:[ACS地球與空間化學] 鋼廠蒸發燃燒鐵的穩定同位素比

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