Como os ácidos orgânicos são formados na atmosfera

 

Como os ácidos orgânicos são formados na atmosfera

A acidez da atmosfera é cada vez mais determinada pelo dióxido de carbono e pelos ácidos orgânicos, como o ácido fórmico.

O segundo deles contribui para a formação de partículas de aerossol como precursor de gotas de chuva e, portanto, impactam no crescimento de nuvens e no pH da água da chuva.

Em modelos anteriores de química atmosférica de formação de ácido, o ácido fórmico tendia a desempenhar um papel pequeno. Os processos químicos por trás de sua formação não eram bem compreendidos. Uma equipe internacional de pesquisadores sob a égide do Forschungszentrum Jülich conseguiu preencher esta lacuna e decifrar o mecanismo dominante na formação do ácido fórmico. Isso torna possível refinar ainda mais os modelos de atmosfera e clima. Os resultados do estudo foram publicados na revista científica Nature .

A Alemanha está familiarizada com a chuva ácida, principalmente por causa da experiência na década de 1980. A causa disso foi que os óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre liberados na atmosfera pelos seres humanos reagiram com as gotículas de água nas nuvens para formar ácido sulfúrico e ácido nítrico. A chuva ácida tem um pH de cerca de 4,2–4,8, inferior ao da água da chuva pura (5,5–5,7), que resulta do conteúdo natural de dióxido de carbono da atmosfera.

No entanto, o processo químico que forma a maior parte do ácido fórmico presente na atmosfera era desconhecido até agora. O Dr. Bruno Franco e o Dr. Domenico Taraborrelli do Instituto de Pesquisa Energética e Climática de Jülich – Troposfera já o decifraram: O formaldeído é formado naturalmente pela foto-oxidação de compostos orgânicos voláteis. O formaldeído reage em gotículas de nuvem com moléculas de água para formar metanodiol. A maior parte desse gás é liberado e reage com os radicais OH, às vezes chamados de “detergente da atmosfera”, em um processo fotoquímico para formar ácido fórmico. Uma porção menor reage com a fase líquida das gotículas de água para formar também ácido fórmico que se espalha pela chuva.

“Pelos nossos cálculos, a oxidação do metanodiol na fase gasosa produz até quatro vezes mais ácido fórmico do que o produzido em outros processos químicos conhecidos na atmosfera”, diz Domenico Taraborrelli. Essa quantidade reduz o pH das nuvens e da água da chuva em até 0,3, o que destaca a contribuição do carbono orgânico para a acidez natural da atmosfera.

Como uma primeira etapa, os dois cientistas testaram sua teoria usando MESSy, um modelo de química atmosférica global, e compararam os resultados com dados de sensoriamento remoto. Para fazer a modelagem, eles usaram o supercomputador Jülich JURECA. Experimentos subsequentes na câmara de simulação de atmosfera SAPHIR de Jülich confirmaram os resultados. “Assumimos que o mecanismo demonstrado também é ativo em aerossóis aquosos e se aplica a outros ácidos orgânicos, como o ácido oxálico, que não são adequadamente contabilizados em modelos de química atmosférica até o momento”, diz Taraborrelli. Um dos efeitos disso poderia ser uma melhor compreensão do crescimento das partículas de aerossol e do desenvolvimento das nuvens.

Esquema dos principais setores de emissão e emissões primárias
Esquema dos principais setores de emissão e emissões primárias, processos meteorológicos e químicos, impactos na qualidade do ar e no clima e ferramentas de medição e análise usadas para analisar os efeitos das mudanças nas emissões. Direito autoral: B. Franco et al, “Ubiquitous atmospheric production of organic acids mediated by cloud droplets”, Nature, maio de 2021, DOI: 10.1038 / s41586-021-03462-x (CC BY 4.0)

 

Referência

Franco, B., Blumenstock, T., Cho, C. et al. Ubiquitous atmospheric production of organic acids mediated by cloud droplets. Nature 593, 233–237 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03462-x

 

Henrique Cortez, tradutor e editor, a partir de original do Forschungszentrum Jülich

in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 14/05/2021

 

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