الكيمياء الضوئية والأكسدة في التروبوسفير
كيف تدفع أشعة الشمس إنتاج الجذور الحرة التفاعلية التي تؤكسد وتزيل الغازات النزرة في جميع أنحاء الغلاف الجوي السفلي.
Definition
الكيمياء الضوئية والأكسدة في التروبوسفير هي مجموعة من التفاعلات الجذرية التي تحركها أشعة الشمس والتي تبدأ وتديم الإزالة الكيميائية للغازات النزرة في الغلاف الجوي السفلي.
Scope
يغطي تفاعلات التحلل الضوئي التي تولد الجذور الحرة، وإنتاج جذور الهيدروكسيل من التحلل الضوئي للأوزون وبخار الماء، وسلاسل أكسدة الميثان وأول أكسيد الكربون، ودورة جذور الهيدروبيروكسي والبيروكسي العضوية، ومفهوم قدرة الغلاف الجوي على التنظيف الذاتي المؤكسد.
Core questions
- كيف يتم إنتاج جذور الهيدروكسيل في التروبوسفير؟
- لماذا يعتبر جذور الهيدروكسيل هو المؤكسد السائد على الرغم من تركيزه الضئيل؟
- كيف تتحكم سلاسل الجذور الحرة في عمر الميثان وأول أكسيد الكربون؟
Key theories
- سلاسل الأكسدة التي يحركها الهيدروكسيل
- ينتج التحلل الضوئي للأوزون ذرات أكسجين مثارة تتفاعل مع بخار الماء لتكوين جذور الهيدروكسيل، والتي تبدأ سلاسل الجذور الحرة التي تؤكسد معظم الغازات النزرة.
Mechanisms
تقوم أشعة الشمس فوق البنفسجية بتحليل الأوزون ضوئيًا لإنتاج أكسجين ذري مثار، يتفاعل جزء منه مع بخار الماء لتكوين جذري هيدروكسيل. يتفاعل الهيدروكسيل بسرعة مع أول أكسيد الكربون والميثان والمركبات العضوية المتطايرة، منتجًا جذور الهيدروبيروكسي والبيروكسي العضوية التي تتفاعل مع أكسيد النيتريك وتعيد تدوير الهيدروكسيل، مما يحافظ على سلسلة الأكسدة. يحدد تركيز الهيدروكسيل في الحالة المستقرة، على الرغم من أنه حوالي مليون جزيء فقط لكل سنتيمتر مكعب، عمر معظم الغازات النزرة التفاعلية في الغلاف الجوي.
Clinical relevance
تحدد القدرة المؤكسدة لجذر الهيدروكسيل المدة التي تستمر فيها الملوثات وغازات الاحتباس الحراري مثل الميثان، وهو عامل تحكم رئيسي في جودة الهواء والمناخ.
History
أدت حسابات هيرام ليفي عام 1971 التي أظهرت أن التروبوسفير النظيف يحافظ على تركيزات كبيرة من جذور الهيدروكسيل، بناءً على رؤى من كروتزن وآخرين، إلى ترسيخ الفهم الحديث للقدرة المؤكسدة للغلاف الجوي.
Key figures
- Hiram Levy
- Paul Crutzen
Related topics
Seminal works
- levy1971
- seinfeldPandis2016
Frequently asked questions
- لماذا يسمى جذور الهيدروكسيل بمنظف الغلاف الجوي؟
- لأنه يتفاعل مع جميع الغازات النزرة التفاعلية تقريبًا ويبدأ في تفكيكها، مما ينظف الغلاف الجوي من الملوثات على الرغم من وجوده بكميات ضئيلة فقط.