研究人员发现了一种高反应性化学物质，他们长期以来一直认为这种化学物质太不稳定，无法在大气条件下持续使用。它就是——三氧化二氢。
一项新的研究表明，数百万吨被称为三氧化二氢的极端反应性化学物质可以在大气中停留数小时，这可能对人类健康和全球气候产生影响。
这些化学物质与其他化合物的相互作用非常快，它们的存在意味着化学家将不得不重新思考大气中的过程是如何发生的。
长期以来，人们一直认为三氧化二氢 -- 含有一个氢原子和三个氧原子的化合物 ， 太不稳定，在大气条件下不能持续很长时间。
化学物质与其他化合物的相互作用非常迅速，它们的存在意味着化学家将不得不重新考虑大气中的过程是如何发生的。
但是新的研究表明，三氧化二氢是许多常见化学反应的常规产物，并且它们可以保持足够的稳定性以与大气中的其他化合物反应。
TROPOS的自由射流设置允许研究大气条件下的氧化反应，揭示了高反应性三氧化二氢的存在
强力氧化剂
三氧化二氢是一种多氧化氢。水是最简单和最常见的多氧化氢，有两个氢原子和一个氧原子，即H2O。
另一个多氧化氢是过氧化氢，它有两个氧原子—H2O2—通常用作漂白剂或消毒剂。额外的氧原子也使许多过氧化物极易燃，它们有时被用作火箭燃料的成分。
三氧化二氢是一个进一步的阶段，因为它们具有三个相互连接的氧原子，这使它们比过氧化物更具反应性。它们在化学上被写成ROOOH，其中R是任何键合基团，例如碳组。
但是，虽然已知过氧化物可以由大气中的化学反应形成，但以前还不知道三氧化二氢也可以在大气中形成，尽管在它们分解成反应性较低的化学物质之前的时间相对较短。
在这项新研究中，研究人员估计，每年大约有1100万吨 (1000万公吨) 的三氧化二氢作为最常见反应之一的产物在大气中形成: 异戊二烯的氧化作用，异戊二烯是许多植物和动物产生的物质，是天然橡胶的主要成分。
研究人员估计，释放到大气中的异戊二烯中约有1% 会形成三氧化二氢，并且它们是由这些反应以非常低的浓度产生的—在立方厘米的大气中约有1000万个三氧化二氢分子，这只是非常微弱的痕迹。
“我们非常高兴能够证明 [三氧化二氢] 在那里，并且它们的寿命足够长，可以—最有可能的—在大气中很重要，”研究的主要作者，德国莱比锡莱布尼兹对流层研究所 (TROPOS) 的大气化学家Torsten Berndt在一封电子邮件中告诉Live Science。
大气实验
Berndt领导了TROPOS的研究实验室实验，以发现三氧化二氢实际上是否是由大气中的化学反应产生的，而哥本哈根大学的团队研究了三氧化二氢如何形成的理论方面。
Berndt和他的同事使用非常灵敏的质谱法检测了超反应性三氧化二氢—一种可以确定化学物质分子量以找出它们组成的原子的技术。
制造三氧化二氢的反应发生在TROPOS自由射流系统,从而产生不受固体边界阻碍的气流。该研究还使用了帕萨迪纳加州理工学院大气室的实验结果。
既然他们的研究已经证实三氧化二氢是由大气中常见的化学反应形成的，伯恩特说，科学家接下来将研究这些化合物在分解之前的几分钟或几小时内如何影响人类健康和环境。
他说: “根据有机化学知识，我们可以预期 [三氧化二氢] 将在大气中充当氧化剂。”它’当我们的肺吸入含有非常低浓度的空气时，也有可能三氧化二氮会产生影响，“但目前这一切都是非常投机的。"
伯恩特说，三氧化二氢也可能渗透到大气中的气溶胶中。—悬浮在大气中的非常细的固体颗粒或液滴，例如火山喷发产生的灰烬或大火产生的烟灰—他们可能会在那里引发化学反应。但是 “对此的实验研究非常具有挑战性，” 他说。“要做的很多。"
