Atmosfäriska aerosoler som rök, dimma, och dimma är gjorda av fina fasta eller flytande partiklar suspenderade i luft. I den lägre atmosfären spelar aerosoler en viktig roll för att kontrollera luftkvaliteten, liksom vid spridning och absorbering av solljus. Denna interaktion mellan aerosoler och ljus varierar mycket och beror på deras komplexa kemiska sammansättning som snabbt förändras under de mycket reaktiva förhållanden som finns i atmosfären. Viktigt, den mystiska bildningen av kolhaltiga atmosfäriska partiklar har fascinerat atmosfäriska forskare under det senaste decenniet. Denna fråga kräver en grundlig förståelse av mekanismerna för atmosfäriska reaktioner som behandlas i en ny laboratoriestudie med titeln Reaktivitet av ketyl- och acetylradikaler från direkt solaktinisk fotolys av vattenhaltig pyruvinsyra publicerad i Journal of Physical Chemistry A .

Arbetet visar hur en vanlig förening med tre kolatomer som kallas pyruvinsyra, en nedbrytningsprodukt från rikliga polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och flyktiga organiska föreningar (VOC), deltar i generationen av prekursorer för brun organisk aerosol. Forskningen visar att pyruvinsyra, som är allestädes närvarande i atmosfäriska vatten (t.ex. dimma och vattenhaltiga aerosoler, som på bilden), kan absorbera solljus för att generera mycket reaktiva radikala arter via en detaljerad protonkopplad elektronöverföringsmekanism (PCET).

Mekanismen initieras av ljusets verkan och främjar bildandet av tyngre produkter med sex till åtta kolatomer, som har den större kemiska komplexiteten som förväntas för bildandet av nya sekundära organiska aerosolpartiklar. Bildandet av sekundär organisk aerosol är en av de minst förstådda atmosfäriska processerna som forskare arbetar med.

Detaljarbetet rapporterar också koncentrationsberoende kvantutbyten, en nyckelparameter som är nödvändig för att utvärdera effekten av fotokemiska reaktioner i oberoende studier. Till sist, forskningen visade att solens verkan på vattenpartiklar är ansvarig för huvudmekanismen för förlust av pyruvinsyra i den nedre atmosfären, vilket indikerar att vattenhaltig fotokemi kan vara ett viktigt övergripande steg i den atmosfäriska cykeln av antropogena föroreningar.

Denna forskning stöddes delvis av U.S.National Science Foundation och av ett NASA Earth and Space Science Fellowship. Några åsikter, fynd, och slutsatser eller rekommendationer som uttrycks i denna artikel återspeglar inte nödvändigtvis åsikterna från National Science Foundation eller NASA.