Descoberta nova fonte importante de oxidação na atmosfera
Grande importância para a qualidade do ar e as previsões climáticas
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Os hidroperóxidos são oxidantes fortes que têm uma influência significativa nos processos químicos da atmosfera. Agora, uma equipa de investigação internacional que envolve o Instituto Leibniz de Investigação Troposférica (TROPOS) demonstrou que estas substâncias também se formam a partir de α-cetoácidos, como o ácido pirúvico, nas nuvens, na chuva e na água de aerossóis quando expostos à luz solar. Estas reacções podem ser responsáveis por 5 a 15 por cento do peróxido de hidrogénio atmosférico observado (H₂O₂) na fase aquosa.
Isto significa que a fotólise dos α-cetoácidos foi agora identificada como outra importante fonte de oxidantes atmosféricos, escrevem os investigadores na Science Advances, a revista de acesso livre da conceituada revista científica SCIENCE. Uma vez que estes processos de oxidação influenciam tanto a formação como a degradação de partículas e poluentes atmosféricos, a via de reação recentemente descoberta é de grande importância para a qualidade do ar e as previsões climáticas.
A chave para esta descoberta são os α-cetoácidos. Estes ácidos carboxílicos contêm um grupo adicional, denominado ceto, com um átomo de carbono e um átomo de oxigénio com ligação dupla. Os α-cetoácidos entram na atmosfera através de diferentes reacções a partir de uma série de gases precursores, como o isopreno, os aromáticos ou o acetileno, que podem ser biogénicos ou antropogénicos - provenientes tanto da vegetação como da indústria. Estão muito difundidos e desempenham um papel fundamental na vida na Terra, por exemplo, na bioquímica do metabolismo dos aminoácidos nas células. No entanto, a sua importância para a atmosfera e o clima global tem sido bastante subestimada até à data. Utilizando três α-cetoácidos (ácido glioxílico, ácido pirúvico e ácido 2-cetobutírico), os investigadores conseguiram demonstrar, através de experiências laboratoriais e de cálculos modelares, que estas substâncias, juntamente com a luz, estão envolvidas na formação de hidroperóxidos, que por sua vez produzem peróxido de hidrogénio. Estes processos ocorrem na fase líquida atmosférica, ou seja, nas partículas que contêm água.
O estudo envolveu investigadores da Academia Chinesa de Ciências (Guangzhou), do Guangdong Technion - Instituto de Tecnologia de Israel, do Instituto Weizmann de Ciências, da Universidade de Fudan (Xangai), da Universidade da Academia Chinesa de Ciências (Pequim), da Universidade de Ciência e Tecnologia de Kunming, da Universidade de Turim, da Universidade de Shandong (Qingdao) e do Instituto Leibniz para a Investigação da Troposfera (TROPOS). Três especialistas em processos fotoquímicos em líquidos atmosféricos desempenharam um papel importante na colaboração: Sasho Gligorovski, que escreveu a sua tese de doutoramento no TROPOS, em Leipzig, há 20 anos, depois fez investigação em França, tornou-se professor no Instituto de Geoquímica de Guangzhou da Academia Chinesa de Ciências e, desde 2025, faz investigação na empresa conjunta sino-israelita Guangdong Technion - Israel Institute of Technology (GTIIT). Davide Vione, que trabalha como professor na Universidade de Turim. Hartmut Herrmann, que investiga o sistema multifásico da troposfera no TROPOS e na Universidade de Leipzig desde 1998, bem como na Universidade de Shandong desde 2018 e na Universidade de Fudan em Xangai desde 2019.
O departamento de química atmosférica do TROPOS em Leipzig utilizou os dados laboratoriais de Xangai e Turim no seu modelo de fase líquida CAPRAM (Chemical Aqueous Phase Radical Mechanism) para avaliar os efeitos atmosféricos dos resultados laboratoriais e fazer projecções. O modelo CAPRAM foi aperfeiçoado ao longo de muitos anos de trabalho até ao ponto de ser capaz de mapear cadeias de reação altamente complexas, e essas novas descobertas foram agora incorporadas como novos canais de feedback.
"Este trabalho fornece o primeiro quadro quantitativo para a formação de hidroperóxidos a partir de α-cetoácidos e clarifica as dependências de pH e concentração que são cruciais para os modelos atmosféricos. Através da cooperação internacional, conseguimos encontrar mais uma peça do puzzle no domínio altamente complexo da química atmosférica multifásica", explica o Prof. Hartmut Herrmann da TROPOS e da Universidade de Shandong Qingdao.
O estudo agora publicado fornece abordagens iniciais, mas também destaca lacunas no conhecimento: por exemplo, faltam medições sistemáticas no terreno das concentrações de α-cetoácidos nos aerossóis e na água das nuvens em diferentes ambientes, que são necessárias para incorporar estes mecanismos nos modelos climáticos. Esses estudos ajudariam a estimar melhor o orçamento global de hidroperóxidos na atmosfera e o seu papel na formação de partículas na fase aquosa e na produção de sulfato.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Hongwei Pang, Andreas Tilgner, Jin Han, Jiazhuo Z. He, Yiqun Wang, Jinli Xu, Bowen He, Qingxin Deng, Ren Yan, Zhu Ran, Xinming Wang, Jiangping Liu, Adeniyi Adesina, Luca Carena, Erik H. Hoffmann, Thomas Schaefer, Davide Vione, Hartmut Herrmann, Sasho Gligorovski; "Evidence for hydroperoxide formation through atmospheric aqueous photochemistry of α-keto acids"; Science Advances, Volume 12
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