De Fenton-reactie is een chemische overgang met waterstofperoxide (H ₂ O ₂ ) en ijzerionen, die als katalysator werken. Dit proces wordt gebruikt om gevaarlijke verontreinigingen in afvalwater door oxidatie te vernietigen. In de atmosfeer, een soortgelijke reactie, of "Fenton-achtige" reactie, komt continu voor bij ijzeroxalaat([Fe(III)(C ₂ O ₄ ) ₃ ] ^3- ) en aerosolen die in de lucht zweven. Dit is de meest voorkomende chemische reactie die in de atmosfeer plaatsvindt. Het vermogen van een deeltje om te oxideren is direct gerelateerd aan zijn fase, gasvormig of waterig, wat een belangrijke invloed heeft op de vorming van secundaire organische aerosolen (SOA). Daarom, onderzoek is niet alleen nodig om de bijdrage van deze Fenton-achtige reactie aan atmosferische oxidatie te evalueren, maar ook om de consistentie van modelgesimuleerde en in de praktijk geobserveerde SOA-budgetten te verbeteren.

"Algemeen wordt aangenomen dat de bijdrage van de Fenton-reactie aan atmosferische oxidatie afkomstig is van de vorming van hydroxylradicalen." zei Prof. Wenbo Dong van de afdeling Environmental Science &Engineering, Fudan-universiteit. "Wetenschappers hebben niet vaak gesproken over de rol van superoxideradicalen, die algemeen wordt beschouwd als de bron van waterstofperoxide en hydroxylradicalen."

Methacroleïne (CH ₂ =C(CH ₃ )CHO) is het primaire oxidatieproduct van isopreen (CH ₂ =C(CH ₃ )CH=CH ₂ ), dat is de meest voorkomende biologische vluchtige organische stof (VOS) in de atmosfeer. Het kan direct reageren met superoxideradicalen om SOA's te genereren. Hoewel dit een veel voorkomende reactie is, dit proces toont aan dat er andere wegen naar VOS-oxidatie bestaan.

"Eerdere studies geloofden dat superoxideradicalen niet reageren met de meeste organische verbindingen." zei prof. Dong.

Sommige VOS in de atmosfeer kunnen net als methacroleïne reageren met superoxideradicalen. Echter, Het SOA-productiepotentieel van elke VOS met bijbehorende superoxideradicalen en hydroxylradicalen verschilt van de methacroleïnereactie. Onderzoekers richtten zich op het oxidatieproces van organische verontreinigende stoffen veroorzaakt door deze vrije radicalen. Ze ontdekten dat het oxidatieproces verband houdt met het reactiemechanisme van de organische stof die deze vrije radicalen vergezelt.

Eerdere studies hebben aangetoond dat de verandering in waterige aërosolabsorptie wordt toegeschreven aan de vorming van bruine koolstof. Echter, in het geval van foto-oxidatie van methacroleïne met ijzeroxalaat, De onderzoeksgroep van prof. Dong constateerde een substantiële toename in aerosolabsorptie zonder vorming van bruine koolstof. Verdere analyse wordt gegeven in hun onderzoeksartikel getiteld "Photooxidation of Methacrolein in Fe(III)-Oxalate Aqueous System and It Atmospheric Implication", gepubliceerd in Vooruitgang in atmosferische wetenschappen .

"Wanneer de Fenton-achtige reactie met een hoge ijzerconcentratie optreedt, de absorptie van de oplossing zal aanzienlijk veranderen, waarbij de oplossing geel wordt", zei prof. Dong. "Dit is misschien niet de enige situatie met methacroleïne, omdat het kan komen met de Fenton-achtige reactie van andere organische verbindingen."

Prof. Dong vervolgde, "De vorming van onoplosbaar of colloïdaal ijzerhydroxide verhoogt de absorptie van atmosferische aerosolen, invloed op de stralingsforcering, die lange tijd over het hoofd is gezien."