气溶胶|大气中首次检测到新型极活泼化合物

据26日发表在《科学》杂志上的论文 , 一个国际研究小组首次成功地在大气条件下检测到了氢三氧化物(ROOOH) 。 这是一种全新的化合物 , 可能会影响人类健康和全球气候 。
所有的过氧化物都有两个相互连接的氧原子 , 使它们具有高反应性并且通常易燃易爆 。 它们被用于各种用途 , 从美白牙齿到清理伤口 , 甚至用作火箭燃料 。 近年来 , 人们一直在猜测 , 大气中是否也发现了三氧化物——三个氧原子相互连接的化合物 , 比过氧化氢更具活性 。
科学家最新研究明确证实 , 在大气条件下 , 过氧化氢自由基(RO2)和羟基自由基(OH)的反应也会形成ROOOH 。 当化合物在大气中被氧化时 , 它们通常会与OH自由基发生反应 , 形成新的自由基 。 当该自由基与氧反应时 , 会形成过氧化物(ROO)的第三个自由基 , 该自由基又可以与OH自由基反应 , 从而形成ROOOH 。 这是气态物质 , 其基团由三个连续的氧原子和一个氢原子组成 , 氢原子与有机残基键合 。
研究论文资深作者、丹麦哥本哈根大学化学系亨里克·格鲁姆·吉尔嘉德教授说:“我们发现的这类化合物在结构上是独一无二的 。 由于它们具有极强的氧化性 , 很可能会带来一系列我们尚未发现的影响 。 ”
【气溶胶|大气中首次检测到新型极活泼化合物】研究人员预计 , 几乎所有化合物都会在大气中形成ROOOH , 并估计它们的寿命从几分钟到几小时不等 。 这使得它们足够稳定 , 可与许多其他大气化合物发生反应 。 异戊二烯是最常排放到大气中的有机化合物之一 。 研究表明 , 释放的所有异戊二烯中约有1%转化为ROOOH 。
研究人员估计 , 大气中ROOOH的浓度约为每立方厘米1000万 。 相比之下 , OH自由基是大气中最重要的氧化剂之一 , 每立方厘米约有100万个自由基 。
研究团队还强烈怀疑 , ROOOH能够渗透到空气中的微小颗粒物 , 即所谓的气溶胶中 , 这种颗粒物会对健康构成危害 , 并可能导致呼吸系统和心血管疾病 。 由于太阳光同时被气溶胶反射和吸收 , 这会影响地球的热平衡 , 也就是地球吸收并反射回太空的阳光比例 。 当气溶胶吸收物质时 , 它们会增长并促成云层的形成 , 这也会影响地球的气候 。
研究表明 , 用质谱仪直接观察氢三氧化物是可行的 。 这意味着可在不同系统中进一步研究这些化合物 , 包括量化它们在环境中的丰度 。 实习采访人员张佳欣