Важный новый источник окисления в атмосфере обнаружен

Международная исследовательская группа с участием Института тропосферных исследований им. Лейбница (TROPOS) показала, что гидропероксиды, сильные окислители, также образуются из α-кетокислот, таких как пировиноградная кислота, в облаках, дожде и аэрозольной воде под воздействием солнечного света.

Эти реакции могут быть ответственны за 5–15% наблюдаемого в атмосфере пероксида водорода (H₂O₂) в водной фазе. Таким образом, фотолиз α-кетокислот идентифицирован как ещё один важный источник атмосферных окислителей. Поскольку эти процессы окисления влияют как на образование, так и на разложение частиц и загрязнителей воздуха, вновь открытый путь реакции имеет большое значение для прогнозов качества воздуха и климата.

Ключом к открытию стали α-кетокислоты, которые попадают в атмосферу из различных газов-предшественников, таких как изопрен, ароматические соединения или ацетилен, биогенного или антропогенного происхождения. В лабораторных экспериментах и модельных расчётах с использованием трёх α-кетокислот исследователи продемонстрировали, что эти вещества вместе со светом участвуют в образовании гидропероксидов, которые, в свою очередь, производят пероксид водорода. Эти процессы происходят в атмосферной жидкой фазе, то есть в водосодержащих частицах.

Для оценки атмосферных эффектов лабораторных результатов и прогнозов отдел атмосферной химии TROPOS в Лейпциге использовал лабораторные данные в своей модели жидкой фазы CAPRAM. «Эта работа предоставляет первую количественную основу для образования гидропероксидов из α-кетокислот и проясняет зависимости от pH и концентрации, которые имеют решающее значение для атмосферных моделей», — объясняет профессор Хартмут Херрманн из TROPOS.

Исследование также выявило пробелы в знаниях: например, отсутствуют систематические полевые измерения концентраций α-кетокислот в аэрозолях и облачной воде в различных средах, необходимые для включения этих механизмов в климатические модели.