A busca pelos componentes que faltam para a reatividade total de OH

Os compostos orgânicos voláteis biogênicos removem o OH da atmosfera por meio de reações químicas, que afetam processos como a formação de nuvens. Em um novo estudo, Pfannerstill et al. revelam as contribuições importantes de espécies de COVBs anteriormente não consideradas e COVs subestimados para a reatividade total de OH.

Reatividade total de OH

As florestas tropicais são a maior fonte da Terra de compostos orgânicos voláteis biogênicos (COVBs). Esses compostos são de alta reatividade química, o que os torna muito relevantes para os processos atmosféricos. Uma vez liberados na atmosfera, os COVBs sofrem reações de oxidação que podem variar de segundos até dias. Os COVBs reagem principalmente com os radicais de OH, que se formam durante o dia em particular a partir do ozônio (O3) e da água. Assim, removem parte do OH da atmosfera, tornando as florestas tropicais um sumidouro de OH. A abundância de OH na atmosfera, por sua vez, afeta processos como a formação de nuvens e a residência de gases de efeito estufa, como o metano.

Apesar do impacto dos COVBs nos processos atmosféricos de larga escala, a maioria dos estudos em florestas tropicais até o momento têm se limitado a um pequeno número de espécies de COVBs conhecidas e abundantes. Mas não conseguem explicar o sumidouro total de OH, e as frações substanciais de até 80% permaneceram sem explicação.

Agora, Eva Pfannerstill e seus colegas querem resolver esse problema para fechar o balanço. Durante várias campanhas de campo no ATTO, os autores mediram a perda de moléculas de OH por segundo, que é chamada de “reatividade total de OH”. Ao mesmo tempo, mediram as emissões de COVBs e as concentrações de ozônio.

Tubo de entrada de ar na parte superior da torre alta da ATTO. © Eva Pfannerstill / MPI-C
Tubo de entrada de ar na parte superior da torre alta da ATTO. © Eva Pfannerstill / MPI-C

A busca pelo elo perdido

Por conta desta abordagem abrangente, os pesquisadores puderam atribuir em grande parte toda a reatividade de OH a compostos específicos. Isso inclui um total de 83 espécies diferentes de COV e 3 gases traço inorgânicos. A reatividade de OH anteriormente não explicada na floresta tropical se dava por causa de uma combinação de fatores.

Por um lado, Pfannerstill e seus coautores encontraram vários COVBs primários que não foram incluídos em estudos anteriores, mas que contribuem significativamente para a reatividade OH.

Por outro lado, determinaram que os compostos oxigenados (COVs) parecem desempenhar um papel importante. A análise da equipe revela que a contribuição de COVs para a reatividade total de OH sazonal é de cerca de 1/3. Isso é até 5 vezes mais do que os cientistas descobriram em estudos anteriores. Uma provável explicação para a grande contribuição de COVs para o sumidouro de OH são as condições meteorológicas nos trópicos. Irradiação solar intensa, alta umidade levando a altos níveis de OH e temperaturas elevadas causam processos de oxidação fotoquímica rápidos.

Orçamento total de reatividade OH em um estudo anterior com poucos compostos medidos (esquerda) e este estudo com muitos mais compostos estudados (direita). A fração não atribuída é reduzida drasticamente. Figura de Eva Pfannerstill / MPI-C
Orçamento total de reatividade OH em um estudo anterior com poucos compostos medidos (esquerda) e este estudo com muitos mais compostos estudados (direita). A fração não atribuída é reduzida drasticamente. Figura de Eva Pfannerstill / MPI-C

Além disso, os autores analisaram ciclos diários, sazonais e interanuais de reatividade de OH em várias alturas diferentes acima do dossel da floresta. Entre outras descobertas, determinaram que a chuva causa picos de curto prazo na reatividade total de OH, que é seguida por reatividade de OH abaixo do normal por várias horas.

Pfannerstill et al. publicaram todos os resultados no Acesso Aberto em “Total OH reactivity over the Amazon rainforest: variability with temperature, wind, rain, altitude, time of day, season, and an overall budget closure” em Atmos. Chem. Phys.

Similar articles

Preparação de amostras para bioaerossóis perto do solo da floresta

Felipe Souza, Price Mathai and their co-authors published a new study analyzing the diverse bacterial population in the Amazonian atmosphere. The composition varied mainly with seasonal changes in temperature, relative humidity, and precipitation. On the other hand, they did not detect significant differences between the ground and canopy levels. They also identified bacterial species that participate in the nitrogen cycle.

Medição das emissões de BVOC dos ninhos de cupins nas árvores. © Nora Zannoni / MPI-C

Nora Zannoni e seus colegas mediram as emissões de BVOC na torre alta da ATTO em várias alturas. Especificamente, eles analisaram um BVOC em particular chamado α-pinene. Eles descobriram que os BOVs quirais na ATTO não são igualmente abundantes nem a proporção das duas formas é constante com o tempo, a estação ou a altura. Surpreendentemente, eles também descobriram que as térmitas podem ser uma fonte anteriormente desconhecida para os BVOCs.

As emissões de esporos de fungos são um fator importante que contribui para os aerossóis biogênicos, mas ainda precisamos entender em que condições os fungos liberam seus esporos. Nina Löbs e coautores desenvolveram uma nova técnica para medir emissões de organismos isolados e fizeram testes no ATTO e experimentos controlados em laboratório. Os autores publicaram os resultados na revista "Atmospheric Measurement Techniques" do Open Access.

Felipe Souza e coautores agora coletaram bioaerossóis no local onde se situa o ATTO. Depois, extraíram e analisaram o DNA para determinar as comunidades presentes. Este foi o primeiro estudo que descreveu a comunidade de microrganismos em aerossóis na Amazônia. Eles encontraram muitos tipos diferentes de bactérias e fungos. Alguns eram distribuição cosmopolita, mas também identificaram muitos que são particulares a determinados ambientes, como o solo ou a água. Isso sugere que a atmosfera pode atuar como um importante portal de troca de bactérias entre plantas, solo e água.

Pfannerstill et al. compararam as emissões de COV na ATTO entre um ano normal e um caracterizado por um El Nino forte com secas severas na Amazônia. Não encontraram grandes diferenças, exceto na hora do dia em que as plantas liberam os COVs. Eles publicaram seus resultados na revista Frontiers in Forest and Global Change.