Новый класс высокоактивных веществ — гидроксиды — впервые обнаружен в атмосфере Земли европейскими и американскими учеными. Это окисляющие химические вещества, которые могут повлиять как на здоровье человека, так и на глобальный климат, поэтому их необходимо дополнительно изучить. Их концентрация в атмосфере оценивается примерно в 10 миллионов на кубический сантиметр воздуха.
Триоксид (ROOOH), содержащий три атома кислорода и один атом водорода, более активен, чем пероксиды (ROOH), содержащие два атома кислорода и обнаруживаемые в атмосфере в течение многих лет. Когда химические вещества окисляются в атмосфере, они часто реагируют со свободными гидроксильными (ОН) радикалами с образованием нового радикала. Когда этот радикал реагирует с кислородом, он образует третий радикал, называемый перекисью. Когда пероксид реагирует с другим гидроксильным радикалом, образуются гидроксиды.
Неожиданно стабильные элементы
Трехокись водорода неожиданно стабильна и образуется при атмосферном разложении ряда других известных и широко выбрасываемых веществ, в частности, углеводородов, таких как изопрен. Подсчитано, что около 1% всех выбросов последних превращается в гидроксиды, и каждый год в земной атмосфере, только за счет окисления изопрена, образуется 10 миллионов метрических тонн гидроксидов. Срок их жизни колеблется от нескольких минут до нескольких часов. Этого достаточно, чтобы вступить в реакцию со многими другими веществами в атмосфере.
Проблемой занимаются ученые кафедры химии Копенгагенского университета в Дании, Института тропосферных исследований им. Лейбница в Германии и Калифорнийского технологического института в Калифорнии под руководством профессора Хендрика Гергри из Дании. По словам Кьергаарда, «поскольку они сильно окисляют, гидроксиды, вероятно, обладают рядом эффектов, которые мы еще не обнаружили».
Они проникают в аэрозоли
Исследователи подозревают, что триоксид может проникать в мельчайшие частицы в воздухе, известные как аэрозоли, потенциально вдыхаться и приводить к респираторным и сердечно-сосудистым заболеваниям, хотя потребуются дальнейшие исследования их потенциального воздействия на здоровье. Также, учитывая, что солнечный свет отражается и поглощается аэрозолями, велика вероятность того, что триоксид водорода косвенно играет роль в том, сколько образуется аэрозолей и облаков, поэтому они также влияют на климат нашей планеты.
«Эти вещества всегда были вокруг нас, просто мы этого не знали. Мы можем реагировать таким образом, если в процессе они окажутся опасными», — сказал Кьергаард. «Открытие показывает, что в воздухе еще много вещей, о которых мы не знаем. Действительно, окружающий нас воздух — это огромное лоскутное одеяло из сложных химических реакций», — сказал исследователь Цзин Чен.
Нижние слои атмосферы представляют собой большой химический реактор, в котором ежегодно преобразуются сотни миллионов метрических тонн углеводородов, производя, среди прочего, углекислый газ и воду. Эти углеводороды выбрасываются из искусственных источников или лесов. В то время, как на воздухе происходят различные процессы окисления, хорошо изучены лишь некоторые из них, о чем свидетельствует замедленное обнаружение гидроксидов.