Compușii organici volatili, subestimați în ciclul carbonului
Apa de ploaie conține concentrații neașteptat de mari de compuși organici volatili (COV), inclusiv numeroase substanțe chimice de origine umană care pot avea efecte nocive asupra sănătății, potrivit unor cercetări recente.
Apa de ploaie face legătura între ciclurile biogeochimice ale uscatului și cele ale atmosferei, acționând ca o bandă transportoare chimică ce livrează compuși la sol printr-un proces numit depunere umedă. Timp de zeci de ani, cercetările privind substanțele chimice din aer și depunerea umedă s-au concentrat asupra compușilor anorganici din apa de ploaie, în special asupra nitraților și sulfaților, principalii responsabili pentru ploile acide.
În lipsa mijloacelor de a detecta compușii organici volatili în apa de ploaie, oamenii de știință au presupus multă vreme că ciclul acestor compuși prin intermediul apei de ploaie era neglijabil. Compușii organici volatili se regăsesc în unii combustibili petrolieri, în diluanți pentru vopsele și în produse farmaceutice. Îmbunătățirile recente ale tehnicilor analitice au arătat însă că acești compuși sunt prezenți în apa de ploaie în concentrații mai mari decât se credea.
Într-o nouă sinteză publicată în Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, Ana Yañez-Serrano și colegii săi estimează că, din aproximativ 460 de teragrame de carbon livrate anual prin depunere umedă, circa 100 de teragrame provin din depunerea umedă a compușilor organici volatili. Schimbările climatice și activitățile umane amplifică emisiile acestor compuși.
Autorii susțin că și compușii organici volatili dizolvați din atmosferă au fost „aproape invizibili” pentru biogeoștiințe și reprezintă o verigă lipsă în modelarea ciclului carbonului. Acești compuși sunt foarte reactivi și biologic labili, astfel încât chiar și concentrații mici pot afecta chimismul apei, plantele și microorganismele la scară locală și regională. În special în ecosistemele limitate de carbon, chiar și o cantitate mică de depunere poate declanșa un răspuns biologic rapid.
Autorii evidențiază lacune majore de cunoaștere și propun pași următori pentru comunitatea științifică. Compușii organici volatili ridică provocări analitice deosebite, fiind foarte reactivi și diverși din punct de vedere chimic. Atât detectarea, cât și modelarea vor trebui îmbunătățite pentru a evalua mai bine rolul acestor compuși în ciclul biogeochimic și în domenii precum monitorizarea poluării aerului.
Pe măsură ce oamenii de știință colectează mai multe date de monitorizare, modelarea va trebui să le integreze. Majoritatea bugetelor actuale de carbon atmosferic omit sau subestimează compușii organici volatili solubili în apă și produsele lor oxidate ulterioare, lăsând astfel această formă foarte reactivă de carbon în afara tabloului. Modelatorii vor trebui să exploreze mecanismele și transportul acestor compuși și să îi includă în modelele sistemului terestru.
În final, vor fi necesare observații și experimente privind efectele depunerii umede a compușilor organici volatili asupra ecosistemelor terestre și a ciclurilor biogeochimice, pentru a înțelege potențialele daune sau perturbări pe care acești compuși le pot cauza și modul în care acestea se pot schimba pe măsură ce schimbările climatice continuă.
Pe măsură ce schimbările climatice și activitățile umane amplifică emisiile de compuși organici volatili și modifică tiparele precipitațiilor, înțelegerea acestor compuși ca parte trecută cu vederea a biogeochimiei Pământului este poate mai crucială ca niciodată.
