Высокоокисленные продукты изопрена — пути атмосферной химии могут определять глобальное образование аэрозолей

Исследователи из Института тропосферных исследований им. Лейбница (TROPOS) в Лейпциге обнаружили серию новых каналов образования продуктов в ходе детального изучения окислительной деградации изопрена в газовой фазе. Это позволяет лучше понять механизм этого важного для атмосферной химии процесса. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.

Изопрен (C₅H₈), в основном производимый лиственными лесами, является одним из важнейших неметановых соединений с ежегодным выбросом около 600 миллионов метрических тонн углерода в атмосферу. Его деградация происходит почти исключительно в газовой фазе в результате реакции с радикалом OH. Несмотря на огромную важность, дальнейшие пути реакции до конца не изучены. В ходе экспериментов, помимо подтверждения известных данных, впервые были описаны некоторые C₄- и C₅-продукты и пути их образования. Особый интерес представляет отслеживание формирования высокоокисленных пероксирадикалов состава C₅H₉O₈ и C₅H₉O₉, которые образуются в результате процессов автоокисления за секунды.

«Мольный выход высокоокисленных видов в зависимости от конкурирующих процессов составляет не более 0,3%, что на первый взгляд кажется незначительным, — говорит доктор Торстен Берндт из TROPOS. — Однако огромная скорость эмиссии изопрена делает образование C₅H₉O₈ и C₅H₉O₉ потенциально очень интересным в абсолютном масштабе». Моделирование с использованием глобальной химико-климатической модели показало, что ежегодно в мире образуется около 4 миллионов метрических тонн этих высокоокисленных пероксирадикалов изопрена.

Интересно, что смоделированные скорости образования имеют тот же порядок величины, что и формирование аналогичных продуктов из окисления α-пинена, которое ранее считалось важнейшим процессом для образования высокоокисленных газофазных продуктов в атмосфере. Ученые подчеркивают, что новые данные поднимают ряд вопросов, поскольку высокоокисленные продукты изопрена могут влиять на рост атмосферных аэрозольных частиц и образование вторичного органического вещества, что тесно связано с аэрозольно-облачными взаимодействиями и их климатическими эффектами.