发现大气中重要的新氧化源

氢过氧化物是强氧化剂,对大气中的化学过程有重大影响。现在,莱布尼茨对流层研究所 (TROPOS) 的一个国际研究小组表明,当暴露在阳光下时,这些物质也由 α-酮酸形成,例如云、雨和气溶胶水中的丙酮酸。

来源:英国物理学家网首页

作者:Tilo Arnhold,莱布尼茨对流层研究所

氢过氧化物是强氧化剂,对大气中的化学过程有重大影响。现在,莱布尼茨对流层研究所 (TROPOS) 的一个国际研究小组表明,当暴露在阳光下时,这些物质也由 α-酮酸形成,例如云、雨和气溶胶水中的丙酮酸。

这些反应可能是水相中观测到的大气过氧化氢 (H2O2) 的 5% 至 15% 的原因。研究人员在《科学进展》上写道,这意味着 α-酮酸的光解现已被确定为大气氧化剂的另一个重要来源。由于这些氧化过程影响颗粒和空气污染物的形成和降解,因此新发现的反应途径对于空气质量和气候预测具有重要意义。

α-酮酸的作用和来源

这一发现的关键是α-酮酸。这些羧酸含有额外的带有碳原子和双键氧原子的所谓酮基。 α-酮酸通过多种前体气体(例如异戊二烯、芳烃或乙炔)的不同反应进入大气,这些前体气体可以是生物源的或人为的——源自植被和工业。

它们分布广泛,在地球生命中发挥着重要作用,例如在生物化学和细胞氨基酸代谢中。然而,迄今为止,它们对大气和全球气候的重要性一直被低估。

使用三种 α-酮酸(乙醛酸、丙酮酸和 2-酮丁酸),研究人员能够在实验室实验和模型计算中证明,这些物质与光一起参与氢过氧化物的形成,进而产生过氧化氢。这些过程发生在大气液相中,换句话说,发生在含水颗粒中。