大氣中首次檢測到新型極活潑化合物

據(jù)5月26日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的論文，一個國際研究小組首次成功地在大氣條件下檢測到了氫三氧化物（ROOOH）。這是一種全新的化合物，可能會影響人類健康和全球氣候。

所有的過氧化物都有兩個相互連接的氧原子，使它們具有高反應(yīng)性并且通常易燃易爆。它們被用于各種用途，從美白牙齒到清理傷口，甚至用作火箭燃料。近年來，人們一直在猜測，大氣中是否也發(fā)現(xiàn)了三氧化物——三個氧原子相互連接的化合物，比過氧化氫更具活性。

科學(xué)家最新研究明確證實(shí)，在大氣條件下，過氧化氫自由基（RO2）和羥基自由基（OH）的反應(yīng)也會形成ROOOH。當(dāng)化合物在大氣中被氧化時，它們通常會與OH自由基發(fā)生反應(yīng)，形成新的自由基。當(dāng)該自由基與氧反應(yīng)時，會形成過氧化物（ROO）的第三個自由基，該自由基又可以與OH自由基反應(yīng)，從而形成ROOOH。這是氣態(tài)物質(zhì)，其基團(tuán)由三個連續(xù)的氧原子和一個氫原子組成，氫原子與有機(jī)殘基鍵合。

研究論文資深作者、丹麥哥本哈根大學(xué)化學(xué)系亨里克·格魯姆·吉爾嘉德教授說：“我們發(fā)現(xiàn)的這類化合物在結(jié)構(gòu)上是獨(dú)一無二的。由于它們具有極強(qiáng)的氧化性，很可能會帶來一系列我們尚未發(fā)現(xiàn)的影響。”

研究人員預(yù)計，幾乎所有化合物都會在大氣中形成ROOOH，并估計它們的壽命從幾分鐘到幾小時不等。這使得它們足夠穩(wěn)定，可與許多其他大氣化合物發(fā)生反應(yīng)。異戊二烯是最常排放到大氣中的有機(jī)化合物之一。研究表明，釋放的所有異戊二烯中約有1%轉(zhuǎn)化為ROOOH。

研究人員估計，大氣中ROOOH的濃度約為每立方厘米1000萬。相比之下，OH自由基是大氣中最重要的氧化劑之一，每立方厘米約有100萬個自由基。

研究團(tuán)隊還強(qiáng)烈懷疑，ROOOH能夠滲透到空氣中的微小顆粒物，即所謂的氣溶膠中，這種顆粒物會對健康構(gòu)成危害，并可能導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)和心血管疾病。由于太陽光同時被氣溶膠反射和吸收，這會影響地球的熱平衡，也就是地球吸收并反射回太空的陽光比例。當(dāng)氣溶膠吸收物質(zhì)時，它們會增長并促成云層的形成，這也會影響地球的氣候。

研究表明，用質(zhì)譜儀直接觀察氫三氧化物是可行的。這意味著可在不同系統(tǒng)中進(jìn)一步研究這些化合物，包括量化它們在環(huán)境中的豐度。