Eine neue Studie legt nahe, dass sich Millionen Tonnen einer Klasse hochreaktiver Chemikalien namens Hydrotrioxide bilden und stundenlang in der Atmosphäre verbleiben könnten, mit Folgen für die menschliche Gesundheit und das globale Klima. Die Chemikalien interagieren sehr schnell mit anderen Verbindungen, und ihre Anwesenheit bedeutet, dass Chemiker überdenken müssen, wie Prozesse in der Atmosphäre tatsächlich ablaufen.
Lange Zeit glaubte man, dass Hydrotrioxide – chemische Verbindungen, die ein Wasserstoffatom und drei Sauerstoffatome enthalten – zu instabil seien, um unter atmosphärischen Bedingungen lange gelagert zu werden. Stattdessen zeigt die neue Studie, dass Hydrotrioxide ein gemeinsames Produkt vieler gängiger chemischer Reaktionen sind und dass sie stabil genug bleiben können, um mit anderen Verbindungen in der Atmosphäre zu reagieren.
„Wir haben gezeigt, dass die Lebensdauer eines von ihnen mindestens 20 Minuten beträgt“, sagte Henrik Grum Kjergaard, Chemiker an der Universität Kopenhagen, gegenüber WordsSideKick.com. "Das ist also genug Zeit für sie, etwas in der Atmosphäre zu tun." Die Entdeckung bedeutet, dass in der Atmosphäre etwas Neues passiert, höchstwahrscheinlich, dass sich hier schon immer Hydrotrioxide gebildet haben. Aber die neue Studie ist das erste Mal, dass die Existenz dieser ultrareaktiven Chemikalien in der Atmosphäre bestätigt wurde.
Wissenschaftler schätzen, dass durch eine der häufigsten Reaktionen jährlich etwa 11 Millionen Tonnen Hydrotrioxide in der Atmosphäre produziert werden: die Oxidation von Isopren, einer Substanz, die von vielen Pflanzen und Tieren produziert wird und der Hauptbestandteil von Naturkautschuk ist. Forscher schätzen, dass etwa 1 % des in die Atmosphäre abgegebenen Isoprens Hydrotrioxide bildet, und dass sie als Ergebnis dieser Reaktionen in sehr geringen Konzentrationen gebildet werden – etwa 10 Millionen Moleküle Hydrotrioxid in einem Kubikzentimeter der Atmosphäre, was nur a ist ganz schwache Spur.
„Wir freuen uns sehr, dass wir zeigen konnten, dass [Hydrotrioxide] existieren und dass sie lange genug leben, um in der Atmosphäre wahrscheinlich wichtig zu sein“, sagte der Hauptautor der Studie, Torsten Berndt, Atmosphärenchemiker am Leib-Institut.
Berndt und seine Kollegen nutzten die hochempfindliche Massenspektrometrie, um ultrareaktive Hydrotrioxide nachzuweisen, eine Methode, mit der das Molekulargewicht von Chemikalien bestimmt werden kann, um herauszufinden, aus welchen Atomen sie bestehen. Die Forschung verwendete auch die Ergebnisse von Experimenten in der atmosphärischen Kammer des California Institute of Technology in Pasadena.
Berndt zufolge werden die Wissenschaftler nun, nachdem ihre Forschung bestätigt hat, dass Hydrotrioxide als Ergebnis normaler chemischer Reaktionen in der Atmosphäre gebildet werden, untersuchen, wie sich die Verbindungen während der Minuten oder Stunden der Aktivität vor dem Zerfall auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt auswirken können.
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