질산라디칼 (nitrate radical)
한 줄 정의: 밤 시간대 대기 산화를 주도하는, 햇빛에 쉽게 분해되는 질소 산화 라디칼입니다.
쉽게 풀면
낮에는 수산화라디칼이 오염물질을 산화하지만, 해가 지면 이 물질이 거의 사라집니다. 대신 밤에는 오존과 이산화질소가 반응해 만들어진 질산라디칼이 산화를 이어받습니다. 햇빛을 받으면 곧바로 분해되기 때문에 낮에는 거의 존재하지 않는 '밤의 산화제'입니다.
왜 중요한가
야간에 진행되는 유기화합물 산화와 이차유기에어로졸 생성을 설명하는 핵심 물질이며, 밤사이 질소 성분이 입자로 전환되는 경로의 출발점입니다. 도시와 산림 대기질 연구에서 야간 화학을 다룰 때 반드시 등장합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"야간 질산라디칼에 의한 단일테르펜 산화가 이차유기에어로졸 생성의 상당 부분을 차지하는 것으로 추정되었다."
밤사이 일어나는 산화가 미세먼지 생성에 기여함을 보인, 대기화학 연구의 전형적인 결론입니다.
조금 더 깊게 보면
생성은 오존과 이산화질소의 반응으로 이루어지며, 이산화질소와 다시 결합해 오산화이질소를 만들어 평형을 이룹니다. 오산화이질소가 습한 입자 표면에서 비균질 반응으로 질산으로 바뀌면 질소산화물이 대기에서 제거되므로, 이 경로가 야간 질소 수지의 큰 부분을 차지합니다. 질산라디칼은 알켄과 테르펜류와 빠르게 반응하지만 포화 탄화수소와는 느리게 반응해 표적이 선택적입니다.
주의할 점
질산염 입자나 질산과는 이름이 비슷하지만 전혀 다른 물질로, 질산라디칼은 수명이 짧은 반응성 중간체입니다. 낮 시간대 화학을 지배하는 수산화라디칼과 역할이 시간대별로 나뉜다는 점을 놓치면 안 됩니다.