Enligt en studie publicerad i Vattenforskning i april 2020, superoxid producerar hydroxylradikaler i sjövatten. Hydroxylradikaler bryter ner dåligt biologiskt nedbrytbart organiskt material som humusämnen och antropogena föroreningar.

I vattenmiljön, mikrober, lätta och reducerade föreningar producerar superoxid. Superoxid är en reaktiv syreart men relativt oreaktiv mot organiska föreningar i vatten trots prefixet "super" i dess namn.

Superoxid kan dock initiera en väg av redoxreaktioner. Det kan reducera järn(III)järn till järnhaltigt järn eller reduceras till väteperoxid. Fenton-reaktionen mellan järn och väteperoxid producerar hydroxylradikaler, mycket effektiva oxidanter av organiskt material. Enligt ovan nämnda reaktionsväg, produktionen av en hydroxylradikal kräver tre superoxidjoner.

"Superoxid produceras överallt i sjövatten och därmed en potentiell källa till hydroxylradikaler." säger Dr Anssi Vähätalo från University of Jyväskylä, "Vi testade reaktiviteten hos superoxid med järn (III) komplexbundet med löst organiskt material."

Ett nyligen publicerat arbete på Vattenforskning visar att införandet av superoxid utlöste bildandet av hydroxylradikal i sjövatten. En stor överraskning var att mängden producerade hydroxylradikaler var 24 gånger större än förväntat från den införda mängden superoxid. Hydroxylradikalerna reagerade med löst organiskt material och bröt ner det i stor utsträckning. Dessa reaktioner genererade sannolikt superoxid och var ansvariga för den autokatalytiska produktionen av hydroxylradikaler.

"Superoxid har en dold superkraft, eftersom det kan initiera autokatalytisk produktion av hydroxylradikaler i sjövatten. Hydroxylradikaler är naturens eget rengöringsmedel som kan avlägsna beständigt naturligt och antropogent organiskt material från miljön. Superoxid får sitt prefix "super" när den producerar hydroxylradikaler på ett autokatalytiskt sätt, " avslutar Vähätalo.

Nyligen genomförda studier har visat att nästan alla mikrober producerar extracellulär superoxid. Eftersom mikrober är allestädes närvarande så är superoxid också. I ytvatten, järn är förknippat med löst organiskt material och kan katalysera produktionen av hydroxylradikaler från superoxid. Superoxiddriven produktion av hydroxylradikaler är sannolikt en viktig del av självrenande mekanismer som bryter ner eldfasta organiska ämnen i sjöar.

Den extrema reaktiviteten hos hydroxylradikaler är fördelaktig i de avancerade oxidationsteknikerna som syftar till nedbrytning av antropogena föroreningar.

"I vår studie, den producerade mängden hydroxylradikal var flera gånger större än mängden superoxid som infördes i lösningen av järn i samband med humusämnen. Denna typ av autokatalys av hydroxylradikaler från superoxid är naturligtvis en hög önskvärd egenskap i förväg oxidationstekniker och värt ytterligare studier, " förklarar Vähätalo.