為煙霧箱提供零空氣做為背景氣體,用于模擬大氣光化學反應(yīng),研究PM2.5的形成機理,為治理霧霾做出貢獻。AADCO737 在中國成功應(yīng)用于此目的 的實驗室有:中國環(huán)境科學研究院,復旦大學環(huán)境學院,南京信息工程大學環(huán)境科學與工程學院 中國科學院環(huán)境與生態(tài)研究院,香港環(huán)保署,深圳環(huán)境檢測站等。
何為大氣光化學反應(yīng)?
光化學反應(yīng)是指分子、原子、自由基或離子吸收光子而發(fā)生的化學反應(yīng)。大氣污染環(huán)境中的主要光化學反應(yīng)類型有:氧分子和氮分子的光解、臭氧的光解、二氧化氮的光解、亞硝酸和硝酸的光解、二氧化硫?qū)獾奈铡⒓兹┑墓饨?、鹵代烴的光解。大氣中的一些組分和某些污染物能夠吸收不同波長的光,從而產(chǎn)生各種效應(yīng),以上七種是與大氣污染有直接關(guān)系的重要的光化學過程。建議你看看戴樹桂老師編寫的《環(huán)境化學》,我的答案僅供參考。
指的是以光照為催化的反應(yīng),比如含有Cl的有機物在光照的條件下會產(chǎn)生Cl.自由基,可以催化O3轉(zhuǎn)化成O2造成臭氧空洞。
光化學煙霧是汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物(CH)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在陽光的作用下發(fā)生化學反應(yīng),生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、過氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物,參與光化學反應(yīng)過程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象。 在60N(北緯)~60S(南緯)之間的一些大城市,都可能發(fā)生光化學煙霧。光化學煙霧主要發(fā)生在陽光強烈的夏、秋季節(jié)。隨著光化學反應(yīng)的不斷進行,反應(yīng)生成物不斷蓄積,光化學煙霧的濃度不斷升高約3h~4h后達到zui大值。這種光化學煙霧可隨氣流飄移數(shù)百公里,使遠離城市的農(nóng)村莊稼也受到損害。
VOC是揮發(fā)性有機化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫。其定義有好幾種,例如,美國ASTM D3960-98標準將VOC定義為任何能參加大氣光化學反應(yīng)的有機化合物。美國聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)的定義:揮發(fā)性有機化合物是除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外,任何參加大氣光化學反應(yīng)的碳化合物。世界衛(wèi)生組織(WHO,1989)對總揮發(fā)性有機化合物(TVOC)的定義為,熔點低于室溫而沸點在50~260℃之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱。有關(guān)色漆和清漆通用術(shù)語的標準ISO 4618/1-1998和德國DIN 55649-2000標準對VOC的定義是,原則上,在常溫常壓下,任何能自發(fā)揮發(fā)的有機液體和/或固體。同時,德國DIN 55649-2000標準在測定VOC含量時,又做了一個限定,即在通常壓力條件下,沸點或初餾點低于或等于250℃的任何有機化合物。巴斯夫公司則認為,zui方便和zui常見的方法是根據(jù)沸點來界定哪些物質(zhì)屬于VOC,而zui普遍的共識認為VOC是指那些沸點等于或低于250℃的化學物質(zhì)。所以沸點超過250℃的那些物質(zhì)不歸入VOC的范疇,往往被稱為增塑劑。 這些定義有相同之處,但也各有側(cè)重。如美國的定義,對沸點初餾點不作限定,強調(diào)參加大氣光化學反應(yīng)。不參加大氣光化學反應(yīng)的就叫作豁免溶劑,如丙酮、四氯乙烷等。而世界衛(wèi)生組織和巴斯夫則對沸點或初餾點作限定,不管其是否參加大氣光化學反應(yīng)。標準ISO 4618/1-1998和德國DIN 55649-2000標準對沸點初餾點不作限定,也不管是否參加大氣光化學反應(yīng),只強調(diào)在常溫常壓下能自發(fā)揮發(fā) 可將這些VOC的定義分為二類,一類是普通意義上的VOC定義,只說明什么是揮發(fā)性有機物,或者是在什么條件下是揮發(fā)性有機物;另一類是環(huán)保意義上的定義,也就是說,是活潑的那一類揮發(fā)性有機物,即會產(chǎn)生危害的那一類揮發(fā)性有機物。非常明顯,從環(huán)保意義上說,揮發(fā)和參加大氣光化學反應(yīng)這兩點是十分重要的。不揮發(fā)或不參加大氣光化學反應(yīng)就不構(gòu)成危害。這也就是歐洲將溶劑按光化臭氧產(chǎn)生潛力來分類的原因。
煙霧箱;smog chamber
用一較大的由惰性材料制成的容器模擬大氣層,并用紫外光源模擬陽光輻射。往容器中通入所要研究的氣體,觀察反應(yīng)物和產(chǎn)物隨時間的變化,由此得出大氣中化學轉(zhuǎn)化的動態(tài)規(guī)律。煙霧箱是研究光化學煙霧形成機制的實驗裝置,是模擬大氣光化學反應(yīng)的重要工具。
煙霧箱(或室)由主體部分、配氣系統(tǒng)、照射系統(tǒng)和測試系統(tǒng)等部分組成。主體部分包括化學反應(yīng)和真空系統(tǒng)部分;是煙霧箱的核心部分。配氣系統(tǒng)包括反應(yīng)氣體的配制和空氣的凈化;箱或室的形狀不一,有圓筒形、長方形、圓形等,其體積小的只有2L,大約可達600m3;所用材料有硬質(zhì)玻璃,碳鋼和拋光鋁等金屬或聚四氟乙烯薄膜等。照射系統(tǒng)有自然光源和人工模擬光源;前者用太陽光,后者有紫外熒光燈、汞弧燈和高壓氙弧燈等。測試系統(tǒng)是由各種高靈敏度、響應(yīng)時間快的測試儀器和設(shè)備組成,可瞬時測定各種反應(yīng)物、中間產(chǎn)物和zui終產(chǎn)物的濃度。應(yīng)用光化學煙霧箱與化學反應(yīng)模式研究相結(jié)合,并與現(xiàn)場實測對照,可深入了解光化學煙霧形成的機制和污染的規(guī)律
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