Volgens een studie gepubliceerd in Wateronderzoek in april 2020, superoxide produceert hydroxylradicalen in meerwater. Hydroxylradicalen breken slecht biologisch afbreekbare organische stoffen zoals humusstoffen en antropogene verontreinigende stoffen af.

In het aquatisch milieu, microben, lichte en gereduceerde verbindingen produceren superoxide. Superoxide is een reactieve zuurstofsoort maar relatief onreactief tegen organische verbindingen in water, ondanks het voorvoegsel 'super' in zijn naam.

Superoxide kan echter een pad van redoxreacties initiëren. Het kan ferri-ijzer reduceren tot ferro-ijzer of zelf worden gereduceerd tot waterstofperoxide. De Fenton-reactie tussen ferro-ijzer en waterstofperoxide produceert hydroxylradicalen, zeer effectieve oxidanten van organisch materiaal. Volgens de bovengenoemde reactieroute, de productie van één hydroxylradicaal vereist drie superoxide-ionen.

"Superoxide wordt alomtegenwoordig geproduceerd in meerwater en is dus een potentiële bron van hydroxylradicalen." zegt Dr. Anssi Vähätalo van de Universiteit van Jyväskylä, "We hebben de reactiviteit van superoxide getest met het ferri-ijzer gecomplexeerd met opgelost organisch materiaal."

Een recent werk gepubliceerd op Wateronderzoek toont aan dat de introductie van superoxide de vorming van hydroxylradicaal in meerwater veroorzaakte. Een grote verrassing was dat de hoeveelheid geproduceerde hydroxylradicalen 24 keer groter was dan verwacht van de geïntroduceerde hoeveelheid superoxide. De hydroxylradicalen reageerden met opgeloste organische stof en braken dit verregaand af. Deze reacties regenereerden waarschijnlijk superoxide en waren verantwoordelijk voor de autokatalytische productie van hydroxylradicalen.

"Superoxide heeft een verborgen superkracht, omdat het autokatalytische productie van hydroxylradicalen in meerwater kan initiëren. Hydroxylradicalen zijn het natuureigen reinigingsmiddel dat hardnekkige natuurlijke en antropogene organische stoffen uit het milieu kan verwijderen. Superoxide verdient het voorvoegsel "super" wanneer het op autokatalytische wijze hydroxylradicalen produceert, " concludeert Vähätalo.

Recente studies hebben aangetoond dat bijna alle microben extracellulair superoxide produceren. Omdat microben alomtegenwoordig zijn, is superoxide dat ook. In oppervlaktewateren, ijzer wordt geassocieerd met opgelost organisch materiaal en kan de productie van hydroxylradicalen uit superoxide katalyseren. Door superoxide aangedreven productie van hydroxylradicalen is waarschijnlijk een belangrijk onderdeel van zelfreinigende mechanismen die vuurvaste organische stoffen in meren afbreken.

De extreme reactiviteit van hydroxylradicalen is gunstig in de geavanceerde oxidatietechnieken die gericht zijn op de afbraak van antropogene verontreinigende stoffen.

"In onze studie de geproduceerde hoeveelheid hydroxylradicaal was meerdere malen groter dan de hoeveelheid superoxide die werd geïntroduceerd in de oplossing van ijzer geassocieerd met humusstoffen. Dit type autokatalyse van hydroxylradicalen uit superoxide is van nature een zeer wenselijke eigenschap voorafgaand aan oxidatietechnieken en de moeite waard voor verdere studies, " legt Vähätalo uit.