Um desequilíbrio entre as tendências de dois poluentes atmosféricos comuns está desencadeando inesperadamente a criação de uma classe de compostos orgânicos aerotransportados geralmente não encontrados na atmosfera das áreas urbanas da América do Norte, de acordo com um novo estudo da Caltech.

Por décadas, esforços para reduzir a poluição do ar levaram a um ar mais limpo em cidades dos EUA como Los Angeles, com melhorias subsequentes na saúde pública. Esses esforços têm como alvo óxidos nítricos e hidrocarbonetos. O óxido nítrico é um composto de nitrogênio e oxigênio emitido por motores (especialmente aqueles movidos a óleo diesel) e por usinas de carvão. Hidrocarbonetos, Enquanto isso, são a família de moléculas feitas do encadeamento de hidrogênio e carbono. Essas moléculas são emitidas por muitas fontes, incluindo carros movidos a gasolina, caminhões, solventes, limpadores usados ​​em casa e em ambientes industriais, e até árvores.

Uma maneira de os pesquisadores rastrearem as taxas de variação das emissões de óxido nítrico e emissões de hidrocarbonetos é examinando a razão entre os níveis de hidrocarbonetos atmosféricos não metano e aqueles de óxido nítrico (metano, um poderoso gás de efeito estufa, é rastreado separadamente). De 1987 a 1997, essa proporção caiu por um fator de dois.

Os regulamentos que visam melhorar a qualidade do ar em áreas urbanas como Los Angeles fizeram um rápido progresso na redução das emissões de óxido nítrico e hidrocarbonetos. Como os carros antigos foram retirados das ruas em favor de carros novos e mais limpos e os caminhões a diesel foram reformados ou substituídos, As emissões de óxido nítrico caíram rapidamente. Em comparação com os modelos de 1970, carros e caminhões novos produzem cerca de 99 por cento menos poluentes comuns, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental. Durante a última década, por exemplo, a quantidade de óxido nítrico no ar de Los Angeles caiu pela metade.

Os regulamentos de poluição do ar também levaram a reduções nas emissões de hidrocarbonetos, mas essas diminuições estão diminuindo. Os hidrocarbonetos vêm de uma variedade de fontes, tornando mais difícil reprimi-los. Por exemplo, esses compostos são liberados pelos motores de dois tempos usados ​​em sopradores de folhas e cortadores de grama - equipamento que tende a permanecer em serviço por mais tempo do que os carros e está sujeito a menos regulamentações.

A queda acentuada nos níveis de óxido nítrico em comparação com o declínio mais lento nos hidrocarbonetos é importante:de acordo com um novo estudo liderado por Paul Wennberg da Caltech e Henrik Kjaergaard da Universidade de Copenhagen, essa disparidade pode levar à produção de produtos químicos chamados hidroperóxidos orgânicos.

Os hidroperóxidos orgânicos já existem na natureza. Em áreas rurais e outras regiões onde faltam grandes quantidades de escapamento do motor - e, portanto, lugares onde os níveis de óxido nítrico são excessivamente baixos - as moléculas podem se formar quando as árvores emitem compostos orgânicos voláteis que então interagem com a luz solar.

A equipe liderada por Wennberg descobriu, Contudo, que existe outra via química para a formação de hidroperóxidos orgânicos - uma que ocorre em níveis de óxido nítrico substancialmente mais altos do que os encontrados na atmosfera em regiões despovoadas. “Esta é uma química que não existe em nenhum dos modelos de como o óxido nítrico e os hidrocarbonetos interagem, "diz Wennberg, R. Stanton Avery, Professor de Química Atmosférica e Ciência Ambiental e Engenharia da Caltech, e diretor do Centro Ronald e Maxine Linde para Ciência Ambiental Global.

Significativamente, as concentrações atmosféricas de óxido nítrico em Los Angeles e em regiões urbanas em todo o país estão agora caindo aos níveis em que esse processo - chamado de autoxidação de fase gasosa - ocorre.

A autoxidação de fase gasosa ocorre quando não há moléculas de óxido nítrico suficientes com as quais os hidrocarbonetos possam reagir. Como resultado, as moléculas de hidrocarbonetos reagem entre si. A oxidação automática de fase gasosa foi observada em outras configurações, por exemplo, o processo pode formar hidroperóxidos orgânicos irritantes para a pele em certos produtos cosméticos que estragaram e fazem com que a manteiga fique rançosa e o vinho se estrague. Mas os pesquisadores pensaram que isso não poderia ocorrer na atmosfera, dadas as concentrações atuais de óxido nítrico urbano. Wennberg e seus colegas descobriram o contrário.

"À medida que essas concentrações de óxido nítrico caem por outro fator de dois nos próximos cinco a sete anos, vamos começar a fazer mais e mais hidroperóxidos orgânicos em áreas urbanas, "Wennberg diz. No ar, esses hidroperóxidos são conhecidos por formar partículas - aerossóis. “O problema é que não vimos grandes concentrações de hidroperóxidos em áreas densamente povoadas, portanto, não sabemos como a formação de hidroperóxidos de gases e aerossóis afetará a saúde pública. Mas sabemos que respirar partículas tende a ser ruim para você, " ele diz.

As descobertas de Wennberg e Kjaergaard serão publicadas online pela Proceedings of the National Academy of Sciences durante a semana de 18 de dezembro.