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As atividades humanas emitem muitos tipos de poluentes no ar e, sem uma molécula chamada hidróxido (OH), muitos desses poluentes continuariam se agregando na atmosfera.
Como o próprio OH se forma na atmosfera foi visto como uma história completa, mas em uma nova pesquisa publicada na Anais da Academia Nacional de Ciênciasuma equipe de pesquisa que inclui Sergey Nizkorodov, professor de química da Universidade da Califórnia em Irvine, relata que um forte campo elétrico que existe na superfície entre gotículas de água transportadas pelo ar e o ar circundante pode criar OH por um mecanismo previamente desconhecido.
É uma descoberta que deve remodelar a forma como os cientistas entendem como o ar se limpa de coisas como poluentes emitidos pelo homem e gases de efeito estufa, com os quais o OH pode reagir e eliminar. “Você precisa de OH para oxidar hidrocarbonetos, caso contrário, eles se acumulariam na atmosfera indefinidamente”, disse Nizkorodov.
“OH é um elemento-chave na história da química atmosférica. Ele inicia as reações que quebram os poluentes atmosféricos e ajuda a remover produtos químicos nocivos, como dióxido de enxofre e óxido nítrico, que são gases venenosos, da atmosfera”, disse Christian George, um químico atmosférico da Universidade de Lyon, na França, e principal autor do novo estudo. “Assim, ter uma compreensão completa de suas fontes e sumidouros é fundamental para entender e mitigar a poluição do ar”.
Antes, os pesquisadores assumiam que a luz solar era o principal fator de formação de OH.
“A sabedoria convencional é que você tem que fazer OH por fotoquímica ou química redox. Você tem que ter luz solar ou metais atuando como catalisadores”, disse Nizkorodov. “O que este artigo diz em essência é que você não precisa de nada disso. Na própria água pura, OH pode ser criado espontaneamente pelas condições especiais na superfície das gotículas.”
A equipe baseou-se em pesquisas de cientistas da Universidade de Stanford, liderados por Richard Zare, que relataram a formação espontânea de peróxido de hidrogênio nas superfícies das gotículas de água. As novas descobertas ajudam a interpretar os resultados inesperados do grupo Zare.
A equipe mediu as concentrações de OH em diferentes frascos – alguns contendo uma superfície de ar-água e outros contendo apenas água sem ar – e rastreou a produção de OH no escuro, incluindo uma molécula “sonda” nos frascos que fluoresce quando reage com OH .
O que eles viram é que as taxas de produção de OH na escuridão espelham e até excedem as taxas de motoristas como a exposição à luz solar. “O suficiente de OH será criado para competir com outras fontes conhecidas de OH”, disse Nizkorodov. “À noite, quando não há fotoquímica, o OH ainda é produzido e é produzido em uma taxa mais alta do que aconteceria de outra forma.”
As descobertas, relatou Nizkorodov, alteram a compreensão das fontes de OH, algo que mudará a forma como outros pesquisadores constroem modelos de computador que tentam prever como a poluição do ar acontece.
“Isso pode mudar os modelos de poluição do ar de forma bastante significativa”, disse Nizkorodov. “OH é um oxidante importante dentro das gotículas de água e a principal suposição nos modelos é que o OH vem do ar, não é produzido diretamente na gota”.
Para determinar se esse novo mecanismo de produção de OH desempenha um papel, Nizkorodov acredita que o próximo passo é realizar experimentos cuidadosamente projetados na atmosfera real em diferentes partes do mundo.
Mas, primeiro, a equipe espera que os resultados causem impacto na comunidade de pesquisa atmosférica.
“Muitas pessoas lerão isso, mas inicialmente não acreditarão e tentarão reproduzi-lo ou tentarão fazer experimentos para provar que está errado”, disse Nizkorodov. “Haverá muitos experimentos de laboratório seguindo isso, com certeza.”
Ele acrescentou que a UCI é um local privilegiado para que essa ciência continue acontecendo, porque outros laboratórios da UCI, como o de Ann Marie Carlton, professora de química, concentram seus esforços no papel que as gotas de água desempenham na atmosfera.
Este projeto, financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa, envolveu pesquisadores da Universidade Claude Bernard, da França, da Universidade de Tecnologia de Guangdong, da China, e do Instituto Weizmann, de Israel.
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