第七届青年地学论坛

海洋覆盖了地球表面的70%以上，是大气中天然气溶胶的重要来源。由海洋生物衍生的表面活性有机物很容易富集于海洋表面微层，然后通过波浪破碎和气泡破裂过程转移到气溶胶界面。这些有机物质在海洋气溶胶界面上的分配导致了表面有机涂层的形成。脂肪酸由于其高表面活性，成为表面膜的重要组成成分。一些研究表明，有机涂层的存在会影响海洋气溶胶粒子的化学、物理和光学性质。此外，细菌细胞表面酶普遍存在于上层海水中，包括海洋表面微层，其中一些种类也已被鉴定存在于海洋气溶胶中，并预计会对气溶胶的理化特征产生重要影响。目前，尽管已有大量研究涉及有机物种向海洋气溶胶的转移过程，但海洋生物活动与气溶胶之间的联系仍然是一个备受争议的话题。
Langmuir单分子膜是模拟气溶胶表面有机膜的理想方法。在这项研究中，我们通过结合Langmuir槽和偏振调制-红外反射吸收光谱（IRRAS）方法，从宏观和微观角度系统地研究了脂肪酶掺入对硬脂酸单层的表面行为、分子堆积和分子构象的影响。观察表面压-面积（π-A）曲线的结果发现，掺入脂肪酶后，硬脂酸膜发生了显著的膨胀。IRRAS光谱也显示，随着酶浓度的增加，硬脂酸亚甲基伸缩振动峰的强度和有序性都随之降低。此外，还进一步探讨了pH对气液界面硬脂酸和脂肪酶相互作用的影响，结果发现在酸性环境中硬脂酸膜发生更明显的膨胀扩张。形成表面膜的分子的无序性排列会直接影响水分的吸收，进而影响海洋气溶胶的反应性、光散射特性和云凝结核活性等。
本研究阐述了大气中海洋微生物酶的一种潜在的新界面反应途径，即通过改变海洋气溶胶有机涂层的表面性质，进一步揭示了海洋微生物活动和大气气溶胶之间的化学联系，也有望成为海洋气溶胶外场研究的重点之一。未来需要进一步评估复杂的海洋生物因素对海洋大气及气候的相关影响。
 

海洋气溶胶,界面行为,硬脂酸,脂肪酶,Langmuir单层