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Abstract

La chimica degli alogeni atmosferici come la reazione catalitica dei radicali bromo e cloro con l’ozono (O3) è nota per causare la distruzione primaverile dell’ozono superficiale nella regione polare. Anche se le reazioni atmosferiche iniziali del cloro con l’ozono sono ben comprese, le fasi di ossidazione finale che portano alla formazione di clorato (ClO3-) e perclorato (ClO4-) rimangono poco chiare a causa della mancanza di prove dirette della loro presenza e destino nell’atmosfera. In questo studio, presentiamo il primo set di dati ambientali ad alta risoluzione della fase gassosa HClO3 (acido clorico) e HClO4 (acido perclorato) ottenuti dalla misurazione sul campo presso la stazione di ricerca Villum, Stazione Nord, nell’alto artico della Groenlandia del Nord (81°36′ N, 16°40′ W) durante la primavera del 2015. È stato utilizzato un modernissimo spettrometro di massa a ionizzazione chimica con interfaccia a pressione atmosferica time-of-flight (CI-APi-TOF) in modalità ione negativo con ione nitrato come ione reagente per rilevare la fase gassosa HClO3 e HClO4. Abbiamo misurato un livello significativo di HClO3 e HClO4 solo durante gli eventi primaverili di riduzione dell’ozono in Groenlandia, con una concentrazione fino a 9×105 molecole cm-3. L’analisi della traiettoria della massa d’aria mostra che l’aria durante l’evento di riduzione dell’ozono era confinata vicino alla superficie, indicando che l’O3 e la superficie del ghiaccio marino/neve possono giocare ruoli importanti nella formazione di HClO3 e HClO4. Abbiamo usato metodi di chimica quantistica di alto livello per calcolare gli spettri di assorbimento ultravioletti-visibili e la sezione trasversale di HClO3 e HClO4 in fase gassosa per valutare il loro destino nell’atmosfera. Nel complesso, i nostri risultati rivelano la presenza di HClO3 e HClO4 durante gli eventi di riduzione dell’ozono, che potrebbero influenzare la chimica del cloro nell’atmosfera artica.