La réaction de Fenton est une transition chimique impliquant le peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2 ) et des ions fer, qui agissent comme un catalyseur. Ce processus est utilisé pour détruire les contaminants dangereux dans les eaux usées par oxydation. Dans l'atmosphère, une réaction similaire, ou réaction « de type Fenton », se produit en continu avec l'oxalate ferrique([Fe(III)(C 2 O 4 ) 3 ] ^3- ) et les aérosols en suspension dans l'air. C'est la réaction chimique la plus fréquente qui se produit dans l'atmosphère. La capacité d'une particule à s'oxyder est directement liée à sa phase, soit gazeux soit aqueux, qui a un impact important sur la formation d'aérosols organiques secondaires (SOA). Par conséquent, des recherches sont nécessaires non seulement pour évaluer la contribution de cette réaction de type Fenton à l'oxydation atmosphérique, mais aussi pour améliorer la cohérence des budgets SOA simulés par modèle et observés sur le terrain.

"Il est généralement admis que la contribution de la réaction de Fenton à l'oxydation atmosphérique provient de la génération de radicaux hydroxyles." a déclaré le professeur Wenbo Dong du Département des sciences et de l'ingénierie de l'environnement, Université Fudan. "Les scientifiques n'ont pas souvent abordé le rôle des radicaux superoxydes, qui est généralement considérée comme la source de peroxyde d'hydrogène et de radicaux hydroxyles."

Méthacroléine (CH 2 =C(CH 3 )CHO) est le principal produit d'oxydation de l'isoprène(CH 2 =C(CH 3 )CH=CH 2 ), qui est le composé organique volatil (COV) biologique le plus abondant dans l'atmosphère. Il peut réagir directement avec les radicaux superoxydes pour générer des SOA. Bien qu'il s'agisse d'une réaction courante, ce processus montre qu'il existe d'autres voies d'oxydation des COV.

"Des études précédentes pensaient que les radicaux superoxydes ne réagissaient pas avec la plupart des composés organiques." a déclaré le professeur Dong.

Certains COV dans l'atmosphère peuvent réagir avec les radicaux superoxydes tout comme la méthacroléine. Cependant, Le potentiel de production de SOA à partir de n'importe quel COV avec des radicaux superoxydes et des radicaux hydroxyles associés est distinct de la réaction de la méthacroléine. Les chercheurs se sont concentrés sur le processus d'oxydation des polluants organiques causés par ces radicaux libres. Ils ont découvert que le processus d'oxydation est lié au mécanisme de réaction de la matière organique accompagnant ces radicaux libres.

Des études antérieures ont montré que le changement d'absorbance des aérosols aqueux est attribué à la formation de carbone brun. Cependant, dans le cas de la photo-oxydation de la méthacroléine par l'oxalate ferrique, Le groupe de recherche du professeur Dong a remarqué une augmentation substantielle de l'absorbance des aérosols sans formation de carbone brun. Une analyse plus approfondie est fournie dans leur article de recherche intitulé "Photooxidation of Methacrolein in Fe(III)-Oxalate Aqueous System and Its Atmospheric Implication" publié dans Avancées des sciences de l'atmosphère .

"Lorsque la réaction de type Fenton avec une forte concentration de fer se produit, l'absorbance de la solution changera de manière significative, avec la solution devenant jaune." a déclaré le professeur Dong. "Ce n'est peut-être pas la seule situation avec la méthacroléine, car il peut produire la réaction de type Fenton d'autres composés organiques."

Le professeur Dong a poursuivi, "La formation d'hydroxyde de fer insoluble ou colloïdal augmente l'absorbance des aérosols atmosphériques, affectant le forçage radiatif, qui a été négligé pendant longtemps."