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研究小组首次成功地在大气条件下检测到了氢三氧化物

2022-05-31 11:07:44来源:可日报

据26日发表在《科学》杂志上的论文,一个国际研究小组首次成功地在大气条件下检测到了氢三氧化物(ROOOH)。这是一种全新的化合物,可能会影响人类健康和全球气候。

所有的过氧化物都有两个相互连接的氧原子,使它们具有高反应性并且通常易燃易爆。它们被用于各种用途,从美白牙齿到清理伤口,甚至用作火箭燃料。近年来,人们一直在猜测,大气中是否也发现了三氧化物——三个氧原子相互连接的化合物,比过氧化氢更具活性。

科学家最新研究明确证实,在大气条件下,过氧化氢自由基(RO2)和羟基自由基(OH)的反应也会形成ROOOH。当化合物在大气中被氧化时,它们通常会与OH自由基发生反应,形成新的自由基。当该自由基与氧反应时,会形成过氧化物(ROO)的第三个自由基,该自由基又可以与OH自由基反应,从而形成ROOOH。这是气态物质,其基团由三个连续的氧原子和一个氢原子组成,氢原子与有机残基键合。

研究论文资深作者、丹麦哥本哈根大学化学系亨里克·格鲁姆·吉尔嘉德教授说:“我们发现的这类化合物在结构上是独一无二的。由于它们具有极强的氧化性,很可能会带来一系列我们尚未发现的影响。”

研究人员预计,几乎所有化合物都会在大气中形成ROOOH,并估计它们的寿命从几分钟到几小时不等。这使得它们足够稳定,可与许多其他大气化合物发生反应。异戊二烯是最常排放到大气中的有机化合物之一。研究表明,释放的所有异戊二烯中约有1%转化为ROOOH。

研究人员估计,大气中ROOOH的浓度约为每立方厘米1000万。相比之下,OH自由基是大气中最重要的氧化剂之一,每立方厘米约有100万个自由基。

研究团队还强烈怀疑,ROOOH能够渗透到空气中的微小颗粒物,即所谓的气溶胶中,这种颗粒物会对健康构成危害,并可能导致呼吸系统和心血管疾病。由于太阳光同时被气溶胶反射和吸收,这会影响地球的热平衡,也就是地球吸收并反射回太空的阳光比例。当气溶胶吸收物质时,它们会增长并促成云层的形成,这也会影响地球的气候。

研究表明,用质谱仪直接观察氢三氧化物是可行的。这意味着可在不同系统中进一步研究这些化合物,包括量化它们在环境中的丰度。

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