Новости химической науки > Раскрыта тайна органических аэрозолей

Исследователи уверены, что они разгадали важную загадку атмосферной химии – то, как выделяемые растениями летучие органические молекулы способствуют образованию аэрозолей, способных оказывать существенное влияние на изменения климата и погоды.

Пример эпоксида, образующегося в атмосфере. (Рисунок из Science, 2009, 325, 730)

Изопрен, C₅H₈, испускается лиственными растениями и является самым значительным представителем углеводородов в атмосфере (превосходя даже метан), по оценкам биогенные выбросы изопрена составляют около 500 миллионов тонн ежегодно.

Давно известно, что изопрен участвует в образовании аэрозолей – крошечных капель жидкости, взвешенных в воздухе. Такие «вторичные органические аэрозоли» играют существенную роль в образовании облаков и атмосферном круговороте воды. Однако, состав и химия образования таких аэрозолей оставалось невыясненным, оставляя существенные пробелы в разработке исчерпывающих моделей, описывающих химические процессы, протекающие в атмосфере. Изопрен сам по себе слишком летуч для образования аэрозолей в атмосфере.

Исследовательская группа Фабьен Поло (Fabien Paulot) из Института Технологии в Пасадене продемонстрировали химический процесс, который может лежать в основе образования вторичных органических аэрозолей с участием выделяемого растениями изопрена.

В лабораторных условиях исследователи моделировали условия, существующие в атмосфере в районе тропических лесов, где, как известно, гидроксил-радикалы окисляют изопрен под действием солнечного света. Методы масс-спектрометрии позволили исследователям в этих условиях наблюдать образование гидропероксидов и эпоксидов.

Существование этих молекул позволило исследователям предложить механизм, в соответствии с , которым изопрен атакуется гидроксил-радикалами, главным образом образуя эпоксиды. Предложенный механизм основывается на предположении, что гидроксил-радикал регенерируется в ходе процесса. Помимо этого, исследователи показали, что при контакте эпоксидов с частицами существующего аэрозоля эпоксиды входят в состав аэрозоля, вследствие чего влияют на массу самого аэрозоля.

Источник: Science, 2009, 325, 730, DOI: 10.1126/science.1172910

метки статьи: #биохимия, #органическая химия, #органический синтез, #физическая химия