Wasserstoffperoxid kennen viele als Mittel zum Haarebleichen oder als Desinfektionsmittel. Doch der Stoff entsteht auch hoch oben in der Atmosphäre in Wolken und Regentropfen. Dort beeinflusst er massiv die Luftqualität. Forschende vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig (TROPOS) haben nun gemeinsam mit internationalen Kollegen eine bisher unbekannte Quelle für solche Oxidationsmittel entdeckt. Die Erkenntnis könnte erklären, woher fünf bis 15 Prozent des Wasserstoffperoxids in der Atmosphäre stammen.
Das Team untersuchte sogenannte Alpha-Ketosäuren. Diese Stoffe gelangen aus Pflanzen und Industrieabgasen in die Luft. Bisher unterschätzten Wissenschaftler ihre Bedeutung für die Atmosphäre. Die neue Studie zeigt: Wenn Sonnenlicht auf diese Säuren in Wolkentröpfchen trifft, entstehen starke Oxidationsmittel.
Experimente im Labor enthüllen chemische Reaktion
Die Wissenschaftler testeten drei verschiedene Alpha-Ketosäuren im Labor. Dabei wiesen sie nach, dass diese Substanzen zusammen mit Licht Hydroperoxide bilden. Daraus entsteht dann Wasserstoffperoxid. Diese Reaktionen laufen in winzigen Wassertröpfchen ab, die in der Luft schweben oder in Wolken vorkommen. An der Studie beteiligten sich Wissenschaftler aus China, Israel, Italien und Deutschland. Das Leipziger TROPOS nutzte die Labordaten in seinem Computermodell CAPRAM. Dieses Modell kann sehr komplexe chemische Reaktionsketten in der Atmosphäre nachbilden.
Bedeutung für Luftqualität und Klimaprognosen
Die Entdeckung hat eine große Bedeutung. Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid beeinflussen, wie Schadstoffe in der Luft entstehen und wieder verschwinden. Sie wirken auch auf die Bildung von Partikeln, die Wolken erzeugen und das Klima beeinflussen.
Allerdings fehlen noch wichtige Daten. Die Forschenden fordern deshalb systematische Messungen der Ketosäure-Konzentrationen in verschiedenen Regionen. Nur so lassen sich die neuen Erkenntnisse in Klimamodelle einbauen. „Durch die internationale Kooperation gelang es, ein weiteres Puzzlestück in der sehr komplexen Multiphasen-Atmosphärenchemie zu finden", erklärt Professor Hartmut Herrmann vom TROPOS.
