Per la prima volta è stata scoperta una classe completamente nuova di composti chimici super-reattivi in condizioni atmosferiche. I ricercatori dell’Università di Copenaghen, in stretta collaborazione con colleghi internazionali, hanno documentato la formazione dei cosiddetti triossidi, un composto chimico estremamente ossidante che probabilmente influisce sia sulla salute umana che sul clima globale
Un composto chimico comunemente noto è il perossido di idrogeno. Tutti i perossidi hanno due atomi di ossigeno attaccati l’uno all’altro, il che li rende altamente reattivi e spesso infiammabili ed esplosivi. Sono usati per tutto, dallo sbiancamento di denti e capelli, alla pulizia delle ferite e persino come carburante per missili. Ma i perossidi si trovano anche nell’aria che ci circonda. Negli ultimi anni, si è ipotizzato se i triossidi – composti chimici con tre atomi di ossigeno attaccati l’uno all’altro e quindi anche più reattivi dei perossidi – si trovino anche nell’atmosfera. Ma fino ad ora, non è mai stato dimostrato inequivocabilmente. “Questo è ciò che abbiamo ottenuto ora”, afferma il professor Henrik Grum Kjærgaard, presso il Dipartimento di Chimica dell’Università di Copenaghen. Kjærgaard è l’autore senior dello studio, appena pubblicato sulla prestigiosa rivista Science. “Il tipo di composti che abbiamo scoperto sono unici nella loro struttura e, poiché sono estremamente ossidanti, molto probabilmente portano una serie di effetti che dobbiamo ancora scoprire”.
Gli idrotriossidi (ROOOH), come sono conosciuti, sono una classe completamente nuova di composti chimici. I ricercatori dell’Università di Copenaghen (UCPH), insieme ai colleghi del Leibniz Institute for Tropospher Research (TROPOS) e del California Institute of Technology (Caltech), hanno dimostrato che questi composti si formano in condizioni atmosferiche. I ricercatori hanno anche dimostrato che gli idrotriossidi si formano durante la decomposizione atmosferica di diverse sostanze note e ampiamente emesse, tra cui isoprene e dimetilsolfuro.”È abbastanza significativo che ora possiamo dimostrare, attraverso l’osservazione diretta, che questi composti si formano effettivamente nell’atmosfera, che sono sorprendentemente stabili e che sono formati da quasi tutti i composti chimici. Tutte le speculazioni devono ora essere messe a tacere”, afferma Jing Chen, dottorando presso il Dipartimento di Chimica e secondo autore dello studio. Gli idrotriossidi si formano in una reazione tra due tipi di radicali (vedi illustrazione sotto).
I ricercatori prevedono che quasi tutti i composti chimici formeranno idrotriossidi nell’atmosfera e stimano che la loro durata di vita varia da minuti a ore. Questo li rende abbastanza stabili da reagire con molti altri composti atmosferici. Quando i composti chimici vengono ossidati nell’atmosfera, spesso reagiscono con i radicali OH, formando tipicamente un nuovo radicale. Quando questo radicale reagisce con l’ossigeno, forma un terzo radicale chiamato perossido (ROO), che a sua volta può reagire con il radicale OH, formando così idrotriossidi (ROOOH).Presumibilmente assorbito in aerosol.
Il team di ricerca ha anche il forte sospetto che i triossidi possano penetrare in minuscole particelle sospese nell’aria, note come aerosol, che rappresentano un pericolo per la salute e possono portare a malattie respiratorie e cardiovascolari. “Molto probabilmente entreranno negli aerosol, dove formeranno nuovi composti con nuovi effetti. È facile immaginare che negli aerosol si formino nuove sostanze che sono dannose se inalate. Ma sono necessarie ulteriori indagini per affrontare questi potenziali effetti sulla salute”. dice Henrik Grum Kjærgaard. Sebbene gli aerosol abbiano anche un impatto sul clima, sono una delle cose più difficili da descrivere nei modelli climatici. E secondo i ricercatori, c’è un’alta probabilità che gli idrotriossidi abbiano un impatto sul numero di aerosol prodotti. “Poiché la luce solare è sia riflessa che assorbita dagli aerosol, ciò influisce sul bilancio termico della Terra, ovvero il rapporto tra la luce solare che la Terra assorbe e rimanda nello spazio. Quando gli aerosol assorbono sostanze, crescono e contribuiscono alla formazione di nubi, che colpisce la Terra anche il clima”, afferma il coautore e PhD. studente, Eva R. Kjærgaard. L’isoprene è uno dei composti organici più frequentemente emessi nell’atmosfera. Lo studio mostra che circa l’1% di tutto l’isoprene rilasciato si trasforma in idrotriossidi.
I ricercatori stimano che le concentrazioni di ROOOH nell’atmosfera siano di circa 10 milioni per cm 3. In confronto, i radicali OH, uno dei più importanti ossidanti nell’atmosfera, si trovano in circa 1 milione di radicali per cm 3. I ricercatori sperano che, evidenzia Giovanni D’Agata, presidente dello “Sportello dei Diritti”, la scoperta degli idrotriossidi ci aiuterà a saperne di più sull’effetto delle sostanze chimiche che emettiamo. “La maggior parte delle attività umane porta all’emissione di sostanze chimiche nell’atmosfera. Quindi, la conoscenza delle reazioni che determinano la chimica dell’atmosfera è importante se vogliamo essere in grado di prevedere come le nostre azioni influenzeranno l’atmosfera in futuro”, afferma il coautore e post-dottorato, Kristan H. Møller.
Tuttavia, né lui né Henrik Grum Kjærgaard sono preoccupati per la nuova scoperta: “Questi composti sono sempre esistiti – semplicemente non li sapevamo. Ma il fatto che ora abbiamo prove che i composti si formano e vivono per un certo periodo di tempo significa che è possibile studiarne l’effetto in modo più mirato e rispondere se si rivelano pericolosi”, afferma Henrik Grum Kjærgaard. “La scoperta suggerisce che potrebbero esserci molte altre cose nell’aria di cui non sappiamo ancora. In effetti, l’aria che ci circonda è un enorme groviglio di reazioni chimiche complesse. Come ricercatori, dobbiamo mantenere una mente aperta se vogliamo migliorare nel trovare soluzioni”, conclude Jing Chen.
c.s. Giovanni D’Agata
