发布时间:2020-09-28 10:59 原文链接: 何为大气光化学反应2

何为大气光化学反应?

 光化学反应是指分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应。大气污染环境中的主要光化学反应类型有:氧分子和氮分子的光解、臭氧的光解、二氧化氮的光解、亚硝酸和硝酸的光解、二氧化硫对光的吸收、甲醛的光解、卤代烃的光解。大气中的一些组分和某些污染物能够吸收不同波长的光,从而产生各种效应,以上七种是与大气污染有直接关系的重要的光化学过程。建议你看看戴树桂老师编写的《环境化学》,我的答案仅供参考。

 

指的是以光照为催化的反应,比如含有Cl的有机物在光照的条件下会产生Cl.自由基,可以催化O3转化成O2造成臭氧空洞。
 
光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(CH)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在阳光的作用下发生化学反应,生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。 在60N(北纬)~60S(南纬)之间的一些大城市,都可能发生光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。随着光化学反应的不断进行,反应生成物不断蓄积,光化学烟雾的浓度不断升高约3h~4h后达到zui大值。这种光化学烟雾可随气流飘移数百公里,使远离城市的农村庄稼也受到损害。
 

 

VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。其定义有好几种,例如,美国ASTM D3960-98标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国联邦环保署(EPA)的定义:挥发性有机化合物是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的碳化合物。世界卫生组织(WHO,1989)对总挥发性有机化合物(TVOC)的定义为,熔点低于室温而沸点在50~260℃之间的挥发性有机化合物的总称。有关色漆和清漆通用术语的国际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000标准对VOC的定义是,原则上,在常温常压下,任何能自发挥发的有机液体和/或固体。同时,德国DIN 55649-2000标准在测定VOC含量时,又做了一个限定,即在通常压力条件下,沸点或初馏点低于或等于250℃的任何有机化合物。巴斯夫公司则认为,zui方便和zui常见的方法是根据沸点来界定哪些物质属于VOC,而zui普遍的共识认为VOC是指那些沸点等于或低于250℃的化学物质。所以沸点超过250℃的那些物质不归入VOC的范畴,往往被称为增塑剂。 这些定义有相同之处,但也各有侧重。如美国的定义,对沸点初馏点不作限定,强调参加大气光化学反应。不参加大气光化学反应的就叫作豁免溶剂,如丙酮、四氯乙烷等。而世界卫生组织和巴斯夫则对沸点或初馏点作限定,不管其是否参加大气光化学反应。国际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000标准对沸点初馏点不作限定,也不管是否参加大气光化学反应,只强调在常温常压下能自发挥发 可将这些VOC的定义分为二类,一类是普通意义上的VOC定义,只说明什么是挥发性有机物,或者是在什么条件下是挥发性有机物;另一类是环保意义上的定义,也就是说,是活泼的那一类挥发性有机物,即会产生危害的那一类挥发性有机物。非常明显,从环保意义上说,挥发和参加大气光化学反应这两点是十分重要的。不挥发或不参加大气光化学反应就不构成危害。这也就是欧洲将溶剂按光化臭氧产生潜力来分类的原因。

 烟雾箱;smog chamber

用一较大的由惰性材料制成的容器模拟大气层,并用紫外光源模拟阳光辐射。往容器中通入所要研究的气体,观察反应物和产物随时间的变化,由此得出大气中化学转化的动态规律。烟雾箱是研究光化学烟雾形成机制的实验装置,是模拟大气光化学反应的重要工具。

 

烟雾箱(或室)由主体部分、配气系统、照射系统和测试系统等部分组成。主体部分包括化学反应和真空系统部分;是烟雾箱的核心部分。配气系统包括反应气体的配制和空气的净化;箱或室的形状不一,有圆筒形、长方形、圆形等,其体积小的只有2L,大约可达600m3;所用材料有硬质玻璃,碳钢和抛光铝等金属或聚四氟乙烯薄膜等。照射系统有自然光源和人工模拟光源;前者用太阳光,后者有紫外荧光灯、汞弧灯和高压氙弧灯等。测试系统是由各种高灵敏度、响应时间快的测试仪器和设备组成,可瞬时测定各种反应物、中间产物和zui终产物的浓度。应用光化学烟雾箱与化学反应模式研究相结合,并与现场实测对照,可深入了解光化学烟雾形成的机制和污染的规律




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