Los científicos han detectado un nuevo tipo de sustancia extremadamente reactiva en la atmósfera terrestre que podría representar una amenaza para la salud humana, así como para el clima global.
Investigadores de la Universidad de Copenhague han demostrado que los trióxidos, compuestos químicos con tres átomos de oxígeno unidos entre sí, se forman en condiciones atmosféricas.
Los trióxidos son incluso más reactivos que los peróxidos, que tienen dos átomos de oxígeno unidos entre sí, lo que los hace altamente reactivos y, a menudo, inflamables y explosivos.
Se sabe que existen peróxidos en el aire que nos rodea, y se predijo que probablemente también había trióxidos en la atmósfera, pero hasta ahora nunca se ha probado de manera inequívoca.
“Esto es lo que hemos logrado ahora”, dice el profesor Henrik Grum Kjærgaard, del Departamento de Química de la Universidad de Copenhague.
‘El tipo de compuestos que descubrimos son únicos en su estructura. Y, debido a que son extremadamente oxidantes, lo más probable es que produzcan una serie de efectos que aún tenemos que descubrir”.
Los científicos han detectado un nuevo tipo de sustancia extremadamente reactiva en la atmósfera terrestre que podría representar una amenaza para la salud humana, así como para el clima global.
Cuando los compuestos químicos se oxidan en la atmósfera, a menudo reaccionan con los radicales OH y normalmente forman un nuevo radical. Cuando este radical reacciona con el oxígeno, forma un tercer radical llamado peróxido (ROO), que a su vez puede reaccionar con el radical OH, formando hidrotrióxidos (ROOOH). Reacción: ROO + OH → ROOOH
Los trióxidos específicos que han detectado, llamados hidrotrióxidos (ROOOH), son una clase completamente nueva de compuestos químicos.
Los hidrotrióxidos se forman en una reacción entre dos tipos de radicales (moléculas que contienen al menos un electrón desapareado).
En experimentos de laboratorio, utilizando un tubo de flujo de chorro libre a temperatura ambiente y una presión de aire de 1 bar, combinado con espectrómetros de masas muy sensibles, los investigadores demostraron que los hidrotrióxidos se forman durante la descomposición atmosférica de varias sustancias conocidas y ampliamente emitidas, incluido el isopreno. y sulfuro de dimetilo.
El isopreno es uno de los compuestos orgánicos más frecuentemente emitidos a la atmósfera. Es producido por muchas plantas y animales y sus polímeros son el principal componente del caucho natural.
El estudio muestra que aproximadamente el uno por ciento de todo el isopreno liberado se convierte en hidrotrióxidos.
Sin embargo, los investigadores esperan que casi todos los compuestos químicos formen hidrotrióxidos en la atmósfera y estiman que su vida útil oscila entre minutos y horas.
Esto los hace lo suficientemente estables para reaccionar con muchos otros compuestos atmosféricos.
Los investigadores estiman que las concentraciones de hidrotrióxidos en la atmósfera son de aproximadamente 10 millones por centímetro cúbico.
En comparación, los radicales OH (uno de los oxidantes más importantes de la atmósfera) se encuentran en concentraciones de alrededor de un millón por centímetro cúbico.
“Ahora podemos demostrar, a través de la observación directa, que estos compuestos realmente se forman en la atmósfera, que son sorprendentemente estables y que se forman a partir de casi todos los compuestos químicos”, dijo Jing Chen, estudiante de doctorado en el Departamento de Química y segundo autor del estudio.
‘Todas las especulaciones ahora deben ser puestas a descansar.’
Instalación de laboratorio del experimento de flujo de chorro libre, que proporcionó la primera evidencia directa de que la formación de hidrotrióxidos (ROOOH) también tiene lugar en condiciones atmosféricas.
El equipo de investigación afirma que es probable que los hidrotrióxidos puedan penetrar en pequeñas partículas en el aire, conocidas como aerosoles, que representan un peligro para la salud y pueden provocar enfermedades respiratorias y cardiovasculares.
“Lo más probable es que entren en aerosoles, donde formarán nuevos compuestos con nuevos efectos”, dijo el profesor Kjærgaard.
‘Es fácil imaginar que se forman nuevas sustancias en los aerosoles que son dañinas si se inhalan. Pero se requiere más investigación para abordar estos posibles efectos en la salud”.
También existe una alta probabilidad de que los hidrotrióxidos afecten la cantidad de aerosoles que se producen, según los investigadores, lo que a su vez tiene un impacto en el clima.
«Como los aerosoles reflejan y absorben la luz solar, esto afecta al equilibrio térmico de la Tierra, es decir, la proporción de luz solar que la Tierra absorbe y devuelve al espacio», explicó el coautor y PhD. estudiante Eva R. Kjærgaard.
“Cuando los aerosoles absorben sustancias, crecen y contribuyen a la formación de nubes, lo que también afecta el clima de la Tierra”.
Los investigadores esperan que el descubrimiento de los hidrotrióxidos ayude a los científicos a aprender más sobre el efecto de las sustancias químicas que emitimos.
“La mayor parte de la actividad humana conduce a la emisión de sustancias químicas a la atmósfera”, dijo el coautor y posdoctorado Kristan H. Møller.
“Por lo tanto, el conocimiento de las reacciones que determinan la química atmosférica es importante si queremos ser capaces de predecir cómo afectarán nuestras acciones a la atmósfera en el futuro”.
El profesor Kjærgaard agregó: ‘Estos compuestos siempre han existido, simplemente no sabíamos sobre ellos.
“Pero el hecho de que ahora tengamos evidencia de que los compuestos se forman y viven durante un cierto período de tiempo significa que es posible estudiar su efecto de manera más específica y responder si resultan ser peligrosos”.
El estudio fue publicado en la revista Science.