Новое, чрезвычайно реакционноспособное химическое вещество, обнаружено в атмосфере

Миллионы тонн класса чрезвычайно реакционноспособных химических веществ, называемых гидротриоксидами, могут задерживаться в атмосфере в течение нескольких часов, предполагает новое исследование, что может иметь последствия для здоровья человека и глобального климата, сообщает «Live Science».

Химические вещества взаимодействуют с другими соединениями чрезвычайно быстро, и их присутствие означает, что химикам придется переосмыслить то, как происходят процессы в атмосфере.

Долгое время считалось, что гидротриоксиды — химические соединения, которые содержат атом водорода и три атома кислорода — были слишком нестабильны, чтобы долго существовать в атмосферных условиях.

Но новое исследование показывает, что гидротриоксиды являются регулярным продуктом многих распространенных химических реакций и что они могут оставаться достаточно стабильными, чтобы реагировать с другими соединениями в атмосфере.

«Мы показали, что время жизни одного из них составляло не менее 20 минут, — сказал Хенрик Грум Кьергаард, химик из Копенгагенского университета. — Так что этого достаточно, чтобы они могли сделать что-то в атмосфере».

Открытие не означает, что в атмосфере происходит что-то новое; скорее, кажется, что гидротриоксиды всегда образовывались там. Но новое исследование является первым случаем, когда существование этих ультрареактивных химических веществ в атмосфере было проверено.

Гидротриоксиды представляют собой тип полиоксида водорода. Вода является простейшим и наиболее распространенным полиоксидом водорода, с двумя атомами водорода и одним атомом кислорода, или H2O.

Другим полиоксидом водорода является перекись водорода, которая имеет два атома кислорода — H2O2 — и обычно используется в качестве отбеливателя или дезинфицирующего средства. Дополнительный атом кислорода также делает многие пероксиды чрезвычайно легковоспламеняющимися, и они иногда используются в качестве компонента ракетного топлива.

В новом исследовании ученые подсчитали, что около 11 миллионов тонн (10 миллионов метрических тонн) гидротриоксидов образуются в атмосфере каждый год как продукт одной из наиболее распространенных реакций: окисления изопрена, вещества, производимого многими растениями и животными и являющегося основным компонентом натурального каучука.
По оценкам исследователей, около 1% изопрена, выбрасываемого в атмосферу, образует гидротриоксиды, и что они образуются в результате этих реакций в очень низких концентрациях — около 10 миллионов молекул гидротриоксида в кубическом сантиметре атмосферы, что является лишь очень слабым следом.

Теперь, когда их исследования подтвердили, что гидротриоксиды образуются в результате общих химических реакций в атмосфере, ученые будут исследовать, как соединения могут влиять на здоровье человека и окружающую среду в течение минут или часов активности, прежде чем соединения разложатся.

Исследователи считают, что гидротриоксиды также могут проникать в атмосферные аэрозоли - очень мелкие твердые частицы или жидкие капли, взвешенные в атмосфере, такие как пепел от извержений вулканов или сажа от крупных пожаров - и они могут инициировать там химические реакции. Но пока, «экспериментальные исследования по этому вопросу очень сложны, чтобы их провести.