检测大气中的重要反应路径

科学家现在观察到实验室中一对特别快速的配对产生：当两个过氧自由基相互反应时，碳氢化合物会加倍。这意味着形成具有两个过氧自由基的碳骨架的稳定产物，其很可能具有过氧化物结构。

借助最先进的测量技术，现在可以证明这种反应路径。来自莱布尼茨对流层研究所(TROPOS)和因斯布鲁克大学和赫尔辛基大学的研究人员正在本期“Angewandte Chemie”杂志上发表他们的研究结果。新发现将在提高我们对大气中碳氢化合物分解途径的理解方面发挥重要作用。

碳氢化合物被视为生命的基石，将碳和氢元素结合在一起，形成数百万种不同的化合物。除甲烷外，这些“有机化合物”还包括大量在大气中起重要作用的其他气体。据估计，这些来自植被和人类活动的非甲烷碳氢化合物的全球排放量约为每年13亿吨。因此，了解它们的降解过程及其产生的产品非常重要。

大气分解由氧化剂如臭氧或OH自由基(“常压洗涤剂”)引发，几乎仅在过氧自由基中作为高反应性中间体，其可以继续与一氧化氮(NO)或其它过氧自由基快速反应。到目前为止，已经假定由两个过氧自由基反应形成的吸积产物是微不足道的，这可以追溯到60年代和70年代的发现。新的实验结合必要的动力学测量结果，现在得出的结论是，在所有大气条件下，非挥发性反应产物的形成是显着的。“能够在质谱仪中在线跟踪过氧自由基及其反应产物的形成是非常有趣的。

在莱比锡的TROPOS，该团队成功地在实验室实验中使用特殊的流动装置演示了这一过程，该装置允许在大气压下进行气相反应的无干扰实验。在因斯布鲁克和莱比锡开发的新质谱技术首次在这里使用。在质谱分析中，所研究的化合物被电离，然后通过质荷比来识别。所使用的温和电离方法可以灵敏地检测过氧自由基及其反应产物，检测限高达1 ppqV。利用这种技术，现在可以可靠地确定一千万亿(1015)分子的混合物中的特定分子。

在大气中鉴定这种新的反应途径对于气候研究非常重要，因为它是寻找尚未完全了解的次生有机气溶胶形成和随后的云形成的另一个难题。到目前为止，云仍然是气候系统中最大的未知数。甚至政府间气候变化专门委员会(IPCC)的最新报告也将云视为未来气候情景中最大的不确定因素。新的研究结果可以更准确地估算植被对气候的贡献，从而对各种形式的土地利用做出贡献。

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