用生物質燃料替代汽油或者柴油被視為遏制氣候變化的關鍵。但是,我們往往太關注生物燃料在溫室氣體減排上的作用,而忽視了它對健康的影響。事實上,生物燃料生產工藝多樣,不同工藝的生產過程對人類健康和環境帶來的影響也不同。能夠在短時間內、低成本地檢測生物燃料生產工藝是否安全、環保就變得很重要了。
近日,丹麥哥本哈根大學化學系的計算化學家索維·約根森(Solvejg Jorgensen)的一項研究表明,可以更安全、更迅速并以更低成本來檢測生物燃料的生產過程和最終產品是否會產生有毒氣體。
約根森的研究成果發表在美國著名科學期刊《物理化學A雜志》上。她的研究成果表明,如果生物燃料的生產方法不當,就會產生對人體有害的煙霧、致癌顆粒或者是有毒物質如甲醛。以前,生物燃料研究人員要花數年時間來研發生物燃料的生產工藝,然后再收集生物燃料燃燒后產生的尾氣,最后才能進行有害物質檢測。現在,約根森的研究證明,用計算機計算的方式可以檢測多種生物燃料生產工藝。這樣檢測方法會降低生物燃料生產成本,并增強其安全性。
約根森解釋了她的檢測機理:從化學結構來看,生物燃料是由大分子組成的,在燃燒過程中這些分子分解到空氣中,并同其他物質組合稱化合物。這原本是一個普通的化學變化過程,沒有什么大驚小怪的,但是,約根森驚奇地發現,生物燃料生產過程中的分子組合模式會在很大程度上影響燃燒后的分子組合。讓她高興的是,她找到了精確并迅速地計算生物燃料分子降解機制的辦法。
“為了找對最好的生產方法,化學家們可能要測試上千種不同的生物質燃料生產工藝;然后,他們還要用數月來研究看合成燃料是否會產生有毒物質,一旦產生有毒物質就前功盡棄!奔s根森說。她研究的計算工具能夠節省時間,現在科學家們使用她的計算工具在幾天內就能了解某種分子的特性,這項研究也會加速生物燃料生產工藝的成熟。
此前,有研究生物燃料安全性的科學家稱,從整個生命周期來看,玉米乙醇給環境帶來的負擔要比傳統化石燃料還嚴重。例如,英國科學家曾做過研究稱,玉米生長過程中需要氮肥,一些氮肥以氨的形式揮發到空氣中。這些氨同空氣中的細微顆粒黏在一起,隨著風飄向居住區,這就影響到人們的健康,提高了玉米乙醇使用的社會成本。約根森的研究再次提醒人們要選擇正確的生物燃料和健康環保的生產工藝。
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