Die Erdatmosphäre AleksandarGeorgiev/iStock
Eine multinationale Forschergruppe hat herausgefunden, dass jedes Jahr Millionen Tonnen einer hochreaktiven Chemikalie in der Erdatmosphäre gebildet werden, Live-Wissenschaft gemeldet.
Forscher waren sich zuvor der Chemikalie Hydrotrioxide bewusst, gingen aber davon aus, dass die hochgradig reaktive Chemikalie würde unter atmosphärischen Bedingungen nicht halten. Die neue Forschung zeigt jedoch, dass Hydrotrioxide mindestens 20 Minuten in der Atmosphäre verbleiben können.
Was ist ein Hydrotrioxid?
Ein Hydrotrioxid ist eine Art Wasserstoffpolyoxid, d. h. ein Molekül, das aus Wasserstoff und mehreren Sauerstoffatomen besteht. Obwohl Sie vielleicht noch nie davon gehört haben, ist Wasser auch eine Art Wasserstoffpolyoxid. Ein Wassermolekül H2O besteht aus zwei Wasserstoffatomen, und ein einzelnes Sauerstoffatom ist ein relativ häufig vorkommendes Wasserstoffpolyoxid.
Wasserstoffperoxid H2O2 ist eine andere Art von Wasserstoffpolyoxid und eine bekannte reaktive Verbindung.Aufgrund seiner hochreaktiven Natur wurde Wasserstoffperoxid als Bleich- oder Desinfektionsmittel verwendet.In einigen Fällen wurde die brennbare Natur dieser Chemikalie auch als Bestandteil von Raketentreibstoffen verwendet.
Hydrotrioxid ist, wie der Name schon sagt, ein Molekül mit einem Wasserstoff- und drei Sauerstoffatomen. Das Molekül bindet normalerweise an eine Kohlenstoffgruppe, die mit R bezeichnet wird, und wird mit ROOOH geschrieben. Hydrotrioxide bleiben auch nach der Bindung mit reaktiver als Wasserstoffperoxideine Kohlenstoffgruppe. Während zuvor bekannt war, dass Hydrotrioxide als Ergebnis chemischer Reaktionen entstehen, war nicht bekannt, dass sie sich auch in der Atmosphäre bilden.
Wie entsteht Hydrotrioxid?
Forscher haben herausgefunden, dass die häufigste Art der Bildung von Hydrotrioxiden die Oxidation von Isopren ist. Der Hauptbestandteil von natürlich vorkommendem Kautschuk, Isopren, ist ein flüchtig und farblose Flüssigkeit, die andere Pflanzen und Tiere produzieren.
Die Forscher schätzen, dass ungefähr ein Prozent des in die Atmosphäre freigesetzten Isoprens oxidiert, was uns eine geschätzte Menge von 11 Millionen Tonnen 10 Millionen Tonnen Hydrotrioxiden gibt, die jedes Jahr in die Atmosphäre freigesetzt werden. Zum Vergleich:menschliche Aktivitäten produzieren jedes Jahr ungefähr 43 Milliarden Tonnen Kohlendioxid.
Wie wirkt es sich auf uns aus?
Die hochreaktive Verbindung wird möglicherweise nicht in alarmierenden Raten produziert. Da die Forscher jetzt jedoch bestätigt haben, dass sie viele Minuten in der Atmosphäre verbleibt, ist es notwendig zu verstehen, wie sie uns und die Atmosphäre beeinflussen könnte.
Die Forscher spekulieren, dass die Chemikalie Aerosole oder winzige Partikel in der Luft durchdringen kann, die mit Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht wurden. Da Aerosole auch bekanntermaßen das Klima beeinflussen, spielt diese Chemikalie möglicherweise auch dort eine Rolle.
Die Forscher sind jedoch nicht sehr besorgt über ihre Entdeckung. "Diese Verbindungen gab es schon immer – wir wussten nur nichts davon“, sagte Henrik Grum Kjærgaard, der Hauptforscher der Studie. „Die Tatsache, dass wir jetzt Beweise dafür haben, dass die Verbindungen gebildet werden und für eine bestimmte Zeit lebenDadurch ist es möglich, ihre Wirkung gezielter zu untersuchen und zu reagieren, wenn sie sich als gefährlich herausstellen."
Die Studie wurde im Journal veröffentlichtWissenschaft.
Zusammenfassung
Organische Hydrotrioxide ROOOH sind bekanntermaßen starke Oxidationsmittel, die in der organischen Synthese verwendet werden. Früher wurde spekuliert, dass sie in der Atmosphäre durch die Gasphasenreaktion von organischen Peroxyradikalen RO gebildet werden.2 mit Hydroxylradikalen OH.Hier berichten wir über die direkte Beobachtung der ROOOH-Bildung von mehreren atmosphärisch relevanten RO2 Radikale. Kinetische Analyse bestätigte schnelle RO2 + OH-Reaktionen, die ROOOH bilden, mit Geschwindigkeitskoeffizienten nahe der Kollisionsgrenze. Für den OH-initiierten Abbau von Isopren sagen globale Modellierungen molare Hydrotrioxidbildungsausbeuten von bis zu 1 % voraus, was einer jährlichen ROOOH-Bildung von etwa 10 Millionen metrischen Einheiten entsprichtTonnen. Die atmosphärische Lebensdauer von ROOOH wird auf Minuten bis Stunden geschätzt. Hydrotrioxide stellen eine bisher vernachlässigte Substanzklasse in der Atmosphäre dar, deren Auswirkungen untersucht werden müssen.