微气泡集体相互作用驱动海水中的硫转化

《Environmental Science & Technology》:Collective Microbubble Interactions Drive Sulfur Transformation in Seawater

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月22日 来源:Environmental Science & Technology 12.2

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   打开图表查看器 摘要 破碎的波浪、海洋生物活动以

  

破碎的波浪、海洋生物活动以及海底地质过程在海水中不断产生大量微气泡群体,然而气泡间相互作用的化学后果仍知之甚少。在此,我们解决了盐水界面化学中一个明显的矛盾:尽管高离子强度会抑制孤立气泡界面的氧化反应,但在冒泡过程中,密集的微气泡群却能维持瞬态光子发射和活性氧物种的形成。这种对比表明,盐度削弱了单气泡的界面反应性,而集体气泡间相互作用则通过界面屏蔽、导电效应以及反复的近距离气泡间相遇,创造了局部的氧化还原微环境。在近距离气泡间相遇期间观察到的局部光子爆发,连同同时发生的自由基形成,与称为微闪电的气泡间放电类事件一致。以二甲基硫(DMS)作为代表性海洋有机硫化合物,我们进一步证明,微气泡介导的转化将 DMS 重新导向无机硫物种,包括硫酸盐(SO42–)和还原性无机硫物种。电子自旋共振、氧化荧光、自旋捕获质谱法和离子色谱法支持了所提出的支链自由基介导网络,该网络涉及硫中心活化、C–S 断裂、氧化以及水相硫氧化还原转化。这些发现调和了盐抑制的孤立气泡反应性与持续的群体级氧化还原化学,将密集的微气泡群确定为海水中水相硫转化的集体界面微反应器。

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