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Na atmosfera, o ácido sulfúrico gasoso pode formar partículas que influenciam as propriedades físicas das nuvens. Assim, a formação de ácido sulfúrico na fase gasosa afeta diretamente o forçamento radiativo e o clima da Terra. Além da formação conhecida a partir do dióxido de enxofre, pesquisadores do Instituto Leibniz de Pesquisa Troposférica (TROPOS) conseguiram demonstrar por meio de experimentos que existe outra via de formação sobre a qual tem sido especulada há décadas. O ácido sulfúrico na atmosfera também pode ser formado diretamente pela oxidação de compostos orgânicos de enxofre. Esta nova via de produção pode ser responsável por até metade da formação de ácido sulfúrico gasoso sobre os oceanos e é, portanto, de grande importância para as projeções climáticas – especialmente sobre os oceanos do Hemisfério Sul, como escrevem os pesquisadores na revista Comunicações da Natureza.
Os compostos orgânicos de enxofre são emitidos principalmente por fontes biogênicas e contribuem significativamente para o ciclo do enxofre na Terra. O ciclo do enxofre é importante para o clima da Terra porque os produtos de oxidação de compostos orgânicos de enxofre, como o ácido sulfúrico (H2ENTÃO4) e ácido metanossulfônico (MSA, CH3ENTÃO3H), inicia a formação de novas partículas. Partículas de sulfato dispersam a radiação solar recebida de forma eficiente e afetam a formação de núcleos de condensação de nuvens (CCN). O número e o tamanho do CCN alteram significativamente as propriedades microfísicas e radiativas, bem como o tempo de vida das nuvens. Portanto, o conhecimento de como H2ENTÃO4 é formado na atmosfera é obrigatório para compreender os processos fundamentais do sistema climático.
Em escala global, com uma taxa de emissão anual de cerca de 30 milhões de toneladas de enxofre, o composto orgânico de enxofre mais importante é o sulfeto de dimetila (DMS, CH3SCH3) seguido por metil mercaptano (MeSH, CH3SH) e, em menor grau, dissulfeto de dimetila (DMDS, CH3SSCH3). Numerosos experimentos de laboratório e simulações de modelos foram realizados no TROPOS para investigar as vias de oxidação atmosférica desses compostos. “Até onde sabemos, não há até agora nenhuma evidência experimental da formação direta de H2ENTÃO4 na fase gasosa, exceto via SO2 oxidação por radicais OH ou intermediários de Criegee, embora isso tenha sido especulado há muito tempo na literatura e até mesmo tais vias sejam implementadas em modelos”, explica o Dr. Torsten Berndt da TROPOS.
Na TROPOS, prova experimental de H direto2ENTÃO4 a formação foi agora alcançada, usando dois sistemas de fluxo: um sistema de fluxo horizontal de jato livre e um tubo de fluxo laminar vertical. Com estes sistemas foi possível trabalhar sob diferentes condições de reação, o que permitiu uma investigação exata dos processos de oxidação utilizando técnicas avançadas de espectrometria de massa. Além disso, os resultados experimentais permitem a estimativa de muitos parâmetros cinéticos no ciclo de oxidação do enxofre e, assim, contribuem para uma melhor compreensão da sua oxidação atmosférica.
Os resultados experimentais foram integrados ao complexo mecanismo químico multifásico MCM/CAPRAM existente no TROPOS para avaliação do modelo. “Sob as condições relativamente primitivas dos oceanos do Sul, a formação direta de H2ENTÃO4 pode contribuir com até 50% para a formação total da fase gasosa”, relatam o Dr. Andreas Tilgner e o Dr. Erik H. Hoffmann. Postula-se que a formação direta da fase gasosa pode ser especialmente importante sobre os oceanos do Hemisfério Sul. Essas regiões são frequentemente caracterizados por pequenos SO2-para-DMS, o que significa que a fração desta via de produção direta pode ser importante aí. Outras regiões atmosféricas, onde pequenas SO2As razões -para-DMS são esperadas, estão nos regimes de saída de nuvens marinhas. Aí, H alto2ENTÃO4 já foram observadas concentrações e a formação de novas partículas de aerossol, o que agora pode ser explicado.
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