Questi prodotti di anidride solforica acida precedentemente non caratterizzati contribuiscono quasi certamente in modo chiave alla formazione di nuove particelle atmosferiche e rappresentano un modo per incorporare in modo efficiente gli acidi carbossilici nelle nanoparticelle atmosferiche. Una migliore previsione della formazione di aerosol può aiutare a frenare l'inquinamento atmosferico e ridurre le incertezze relative al cambiamento climatico.

Mentre da tempo si presume che il destino esclusivo sia dell'SO₃ gassoso con qualsiasi umidità ragionevole si verifica una rapida conversione in acido solforico, livelli significativi di SO₃ è stato recentemente dimostrato che si accumulano in condizioni di inquinamento urbano, indicando lacune nella nostra comprensione dei suoi processi di formazione e perdita.

I ricercatori di fisica dell'aerosol dell'Università di Tampere e i loro collaboratori hanno ora dimostrato che l'interazione tra SO₃ e alcune delle molecole di acido più onnipresenti nell'atmosfera portano rapidamente a molecole di anidride solforica acida, che hanno tutte le caratteristiche di essere molto efficienti nel formare nuove particelle e di conseguenza influenzare le dinamiche climatiche.

Nel loro lavoro, i ricercatori hanno utilizzato una combinazione di esperimenti di laboratorio e calcoli di chimica quantistica per esaminare i prodotti di reazione di SO₃ con acidi sia organici che inorganici in condizioni ambientali di pressione e temperatura. Le misurazioni sul campo hanno ulteriormente convalidato la rilevanza di queste reazioni in diversi ambienti chimici, comprese le aree urbane, le regioni marine e polari e i pennacchi vulcanici.

"Gli acidi studiati possono fungere da efficienti pozzi di assorbimento dell'SO₃ gassoso nell'atmosfera, influenzando le concentrazioni di acido solforico e le proprietà dell'aerosol. Questi risultati mettono alla prova in modo significativo la comprensione della chimica atmosferica identificando nuovi percorsi per la formazione di particelle e meccanismi di trasporto degli acidi carbossilici," afferma uno dei principali autori, il dottor Avinash Kumar dell'Università di Tampere.

I presenti risultati mostrano anche un percorso diretto dalla fase gassosa ai composti organozolfo, che è rilevante per il contenuto di zolfo negli aerosol atmosferici che in genere si pensava provenisse solo da reazioni multifase.

"L'importanza di queste reazioni significa che l'affidabilità degli attuali modelli di chimica atmosferica sarà notevolmente migliorata con la loro incorporazione, soprattutto per comprendere la formazione di aerosol in regioni con un alto contenuto di zolfo", aggiunge il dott. Siddharth Iyer dell'Università di Tampere.

Migliori previsioni sulla formazione di aerosol possono portare a strategie migliori per gestire l'inquinamento atmosferico e mitigarne l'impatto sul clima globale.

La ricerca è stata condotta in collaborazione con partner esterni dell'Università di Birmingham, Regno Unito, dell'Università di Helsinki, Finlandia, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Barcellona, ​​Spagna e del Cyprus Institute, Nicosia, Cipro.

L'articolo di ricerca "Misurazioni dirette di anidridi solforiche legate covalentemente da reazioni in fase gassosa di SO₃ con acidi in condizioni ambientali" è stato pubblicato il 21 maggio 2024 sul Journal of the American Chemical Society .