Son derece hassas tespit yöntemleri, atmosferdeki karmaşık kimyasal süreçler hakkında daha derin bilgilere izin verir: Leipzig’deki Leibniz Troposferik Araştırma Enstitüsü’ndeki (Tropos) araştırmacılar, gaz aşamasında izoprenin oksidatif bir ürün çalışmasında bir dizi yeni ürün kanalı buldular ve bu da atmosferik kimyasal için bu önemli süreç hakkında daha iyi bir mekanistik anlayışa izin verdiler. Sonuçlar dergide yayınlandı Doğa İletişimi.
İzopren (c5H8), esas olarak yaprak döken ormanlar tarafından üretilen, yıllık emisyon oranı ile atmosfere salınan yaklaşık 600 milyon metrik ton karbona sahip en önemli metan olmayan bileşiklerden biridir. İzoprenin bozulması, atmosferin oksidatif bir yıkama maddesi olarak kabul edilen OH radikaliyle reaksiyon yoluyla neredeyse sadece gaz fazında gerçekleşir. Bu başlangıçta yapısal olarak farklı HO-C üretir5H8O2 birbirleriyle dengede olan peroksi radikalleri.
Muazzam önemlerine rağmen, diğer reaksiyon yolları henüz tam olarak anlaşılamamıştır. İzopren reaksiyonları, özellikle tropik bölgelerde, metanın (CH4) ve karbon monoksit (CO).
Tropos’taki deneyler, 1 bar hava ve oda sıcaklığında büyük bir akış sisteminde gerçekleştirildi. Reaksiyon kontrolü, reaktif ara maddelerin atmosferik konsantrasyonları için ürün oluşumu izlenebilecek şekilde tasarlanmıştır. Peroksi radikallerinin ve stabil ürünlerin oluşumunu seçici olarak tespit etmek için oldukça hassas kütle spektrometrisi kullanıldı. Farklı iyonizasyon şemalarını kullanarak sonuçların iyi anlaşması, bulguların güvenilirliğini doğruladı.
Leipzig’deki laboratuvardaki araştırmaların sonuçları büyük ölçüde izoprenin bozulması hakkındaki daha önce bilgi ile uyumludur. Ancak, bazı c4– ve C5-ürünler ve bunların oluşum yolları ilk kez tanımlanmıştır. Özellikle ilgi çekici olan, kompozisyonun yüksek oranda oksitlenmiş peroksi radikallerinin oluşumunun izlenmesi idi.5H9O8 ve C5H9O9saniyeler kısa sürede otoksidasyon işlemleri ile oluşturulur.
Deneyleri planlayan ve gerçekleştiren Tropos’tan Dr. Torsten Berndt, “Yüksek oksitlenmiş türlerin rakip süreçlerin bir fonksiyonu olarak molar verimi en fazla% 0,3’tür, bu da ilk başta ihmal edilebilir gibi görünüyor” diyor. “Bununla birlikte, izoprenin büyük emisyon oranı C oluşumunu yapar5H9O8 ve C5H9O9 Mutlak bir ölçekte potansiyel olarak çok ilginç. “
Bu reaksiyon yollarının önemini daha da değerlendirmek için, daha sonra küresel bir kimya-iklim modelinde uygulanmıştır. Yapılan model simülasyonları, yaklaşık 4 milyon metrik ton yüksek oksitlenmiş izopren peroksi radikallerinin (C5H9O8 ve C5H9O9) her yıl küresel olarak oluşur.
“İlginç bir şekilde, modellenen üretim oranları, benzer ürünlerin oluşumu ile aynı büyüklüktedir (C10H17O7 ve C10H15O8,10) a-pinenin oksidasyonundan. Bu oluşum yolu daha önce atmosferde yüksek oranda oksitlenmiş gaz fazı ürünlerinin oluşumu için en önemli süreç olarak kabul edildi. “
Daha fazla reaksiyon adımında, C5H9O8 ve C5H9O9 Radikaller atmosferde esas olarak azot monoksit (NO) ve hidroperoksi radikalleri (HO2). Kimyasal C ise, esas olarak karşılık gelen yüksek oranda oksitlenmiş organik nitratların oluşumuna yol açmayan reaksiyon5-Atuktur tutulur. HO ile reaksiyon durumunda ürün oluşumu2 hala spekülatiftir ve daha fazla araştırma gerektirir.
Sonuç olarak, bilim adamları yeni araştırma bulgularının bir dizi soruyu gündeme getirdiğini vurgulamaktadır. İzoprenin yüksek oranda oksitlenmiş ürünleri, atmosferik aerosol parçacıklarının büyümesi ve ikincil organik madde oluşumu gibi çeşitli süreçleri etkileyebilir.
Bu süreçler önemli aerosol bulut etkileşimleri ve küresel iklim ve radyasyon etkileri ile yakından bağlantılıdır. Bu nedenle, yeni oksidasyon yollarının ve atmosfer için ortaya çıkan ürünlerin önemini yeterince açıklığa kavuşturmak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.
