För första gången, forskare vid University of Michigan har upptäckt bromatomer i atmosfären, och därmed, har bekräftat reaktionsvägen genom vilken kvicksilver avlägsnas från atmosfären och kommer in i ekosystemet under vårens arktiska.

Kvicksilver är en särskilt giftig förorening som till stor del släpps ut genom mänsklig verksamhet, till exempel kolkraftverk. Eftersom den är långlivad-vilket betyder att den inte reagerar med många föreningar i atmosfären-samlas den i avlägsna områden som Arktis, enligt U-M-kemisten Kerri Pratt.

Kvicksilver kan vara en allvarlig fara för folkhälsan. När det kommer in i ekosystemet, det ackumuleras i fisk. Ju längre upp i näringskedjan fisken är, desto mer kvicksilver ackumuleras.

Forskare har länge misstänkt att brom reagerar med ozon, en växthusgas, och kvicksilver, men ingen hade mätt bromatomer i atmosfären. Seniorförfattare Pratt och hennes team, som inkluderar första författaren Siyuan Wang, nu en avancerad studieprogram postdoktor vid National Center for Atmospheric Research, har publicerat sina resultat i Proceedings of the National Academy of Science .

"Våra resultat har konsekvenser över hela världen, sa Pratt, Seyhan N. Ege biträdande professor i kemi. "Även om denna kemi är vanligast i Arktis, reaktionerna med kvicksilver förekommer i övre troposfären i tropikerna såväl som på andra marina platser. Reaktionen mellan bromatomer och ozon och kvicksilver hade antagits i decennier men ingen hade faktiskt kunnat mäta denna kemiska art för att bekräfta att detta är den kemi som händer. "

Den unika kemin uppstår när solljus träffar den salta snön i Arktis. Kemiska reaktioner i ytsnön producerar det som kallas molekylärt brom - två bromatomer som är ihopkopplade. När solljus träffar denna molekyl, det bryts upp för att bilda bromatomer.

Brom är så reaktivt och på så låga nivåer att det är mycket svårt att mäta i atmosfären, enligt Wang, som ledde arbetet som postdoktor i Pratt -labbet. Tillsammans med Pratt lab doktorand Stephen McNamara, de tillbringade mycket tid i laboratoriet för att syntetisera bromatomer på extremt låga nivåer för att bevisa sina arktiska mätningar.

Forskarna satte upp provtagningsinstrument på den arktiska tundran. Luft sugs genom ett noggrant utformat inlopp till en anordning som kallas en kemisk joniseringsmasspektrometer. Spektrometern mäter massorna av produkterna i provet, som berättar för forskarna vad som fanns i luften.

Bromatomer är också svåra att mäta eftersom det finns få platser på jorden, enligt Wang. Dessa platser inkluderar ovanför arktiska och antarktiska snöpåsar och ovanför tropikerna i den övre troposfären - som ligger cirka 8 miles ovanför jorden.

"Med denna nya förmåga att mäta bromatomer, vi kan förbättra vår förmåga att förutsäga kvicksilverkemi på global nivå, "Sa Wang.

"Det var riktigt spännande att kunna mäta dessa atomer med tanke på att det här är kemi som hade antagits, men kan inte mätas, i flera decennier, Sa Pratt.