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Composti organici volatili biogenici (BVOC)

1980
Analisi di laboratorio dei composti organici volatili biogenici nella chimica atmosferica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

I composti organici volatili biogenici (BVOC) sono COV prodotti ed emessi da organismi viventi, prevalentemente piante. L'isoprene ([latex]C_5H_8[/latex]) e i terpeni sono i COV più abbondanti. Pur essendo naturali, le loro emissioni sono enormi e superano quelle dei COV antropogenici a livello globale. Svolgono ruoli critici nella difesa e nella segnalazione delle piante e sono i principali precursori dell'ozono atmosferico e degli aerosol organici secondari, influenzando la qualità dell'aria e il clima.

I COV biogenici rappresentano un flusso massiccio di carbonio dalla biosfera all'atmosfera, stimato in circa 1 miliardo di tonnellate metriche all'anno. L'isoprene è il composto organico non metanico più emesso, principalmente dagli alberi decidui. I monoterpeni ([latex]C_{10}H_{16}[/latex]), come l'alfa-pinene e il limonene, sono emissioni caratteristiche delle conifere. Le piante producono questi composti per vari motivi ecologici, tra cui scoraggiare gli erbivori, attirare gli impollinatori, proteggersi dallo stress termico e comunicare con altre piante.

Una volta nell'atmosfera, i BVOC sono altamente reattivi. La loro ossidazione, principalmente da parte del radicale idrossile ([latex]\bullet OH[/latex]), dell'ozono ([latex]O_3[/latex]) e del radicale nitrato ([latex]NO_3\bullet[/latex]), è un processo centrale nella chimica atmosferica. Questa ossidazione contribuisce in modo significativo alla formazione di inquinanti secondari. In ambienti inquinati e ad alto contenuto di NOx, l'ossidazione dei BVOC può esacerbare la formazione di smog da ozono. In ambienti più puliti, porta alla formazione di aerosol organici secondari (SOA), minuscole particelle sospese nell'aria che possono influire sulla formazione delle nuvole, sul bilancio radiativo della Terra e sulla salute umana. L'interazione tra le emissioni naturali di BVOC e gli inquinanti antropogenici è un'area di ricerca fondamentale per la comprensione della qualità dell'aria regionale e del clima globale.

UNESCO Nomenclature: 2501
- Scienze dell'atmosfera

Tipo

Processo ambientale

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • scoperta e caratterizzazione di isoprene e terpeni
  • sviluppo della gascromatografia per l'analisi di miscele organiche complesse
  • comprensione della fisiologia e del metabolismo vegetale
  • prime osservazioni della ‘foschia blu’ sulle aree boschive

Applicazioni

  • modelli di chimica atmosferica
  • cambiamento climatico ricerca
  • sviluppo di pesticidi e fragranze naturali
  • previsioni della qualità dell'aria
  • comprensione delle interazioni tra piante ed erbivori

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • colture geneticamente modificate per emettere BVOC specifici per il controllo naturale dei parassiti
  • utilizzo del monitoraggio satellitare delle emissioni di BVOC per prevedere il rischio di incendi boschivi
  • sviluppo di biosensori che utilizzano i segnali elettrici delle piante per rilevare gli inquinanti atmosferici
  • creazione di carburanti sostenibili per l'aviazione derivati ​​da alghe produttrici di terpeni
  • formulazione di fragranze ipoallergeniche basate su percorsi bvoc controllati
  • deploying drone swarms to map bvoc hotspots and their impact on local weather
  • ingegneria dei batteri che metabolizzano i BVOC per i sistemi di purificazione dell'aria
  • creating ‘smart forests’ that can be managed to optimize bvoc emissions for regional cooling
  • developing catalizzatori that convert bvocs into valuable industrial chemicals
  • utilizzo dei profili bvoc come strumento diagnostico per la salute delle piante e lo stress agricolo
Correlato a: BVOC, biogenici, isoprene, terpeni, chimica atmosferica, emissioni vegetali, aerosol organico secondario, qualità dell'aria, interazione biosfera-atmosfera, clima.

Contesto storico

Composti organici volatili biogenici (BVOC)

1970
1975
1980
1980
1982
1990
1990
1970
1970
1978
1980
1980
1982
1990
1990

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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