Ατμοσφαιρική Χημεία και Αέρια Ίχνη

Οι χημικές αντιδράσεις και κύκλοι των δευτερευόντων ατμοσφαιρικών συστατικών που ελέγχουν την ποιότητα του αέρα, την οξειδωτική ικανότητα και τα κλιματικά ενεργά αέρια.

Definition

Η ατμοσφαιρική χημεία και τα αέρια ίχνη είναι η μελέτη της χημικής σύνθεσης της ατμόσφαιρας και των αντιδράσεων που παράγουν, μετασχηματίζουν και απομακρύνουν τα δευτερεύοντα αέρια συστατικά της.

Scope

Αυτός ο τομέας καλύπτει τη φωτοχημεία της τροπόσφαιρας, την οξειδωτική ικανότητα που παρέχεται από την ρίζα υδροξυλίου, τον σχηματισμό όζοντος και φωτοχημικού νέφους, τις πηγές, τους αποδέκτες και τους κύκλους αερίων ιχνών όπως το μεθάνιο, το μονοξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια του αζώτου και οι πτητικές οργανικές ενώσεις, καθώς και την χημική κινητική και τις διαδικασίες φωτόλυσης που διέπουν την ατμοσφαιρική σύνθεση.

Sub-topics

• Ατμοσφαιρική Χημική Κινητική
• Βιογεωχημικοί Κύκλοι Αερίων Ιχνών
• Όζον και φωτοχημικό νέφος
• Τροποσφαιρική Φωτοχημεία και Οξείδωση

Core questions

• Τι προσδίδει στην ατμόσφαιρα την ικανότητά της να οξειδώνει και να καθαρίζεται από τους ρύπους;
• Πώς παράγεται και καταστρέφεται το όζον στην κατώτερη ατμόσφαιρα;
• Τι ελέγχει τις συγκεντρώσεις και τους χρόνους ζωής των κλιματικά ενεργών αερίων ιχνών;

Key theories

Οξειδωτική ικανότητα της ρίζας υδροξυλίου

Η ρίζα υδροξυλίου, που παράγεται φωτοχημικά, εκκινεί την οξείδωση των περισσότερων αερίων ιχνών και δρα ως ο κύριος καθαριστικός παράγοντας της ατμόσφαιρας.

Φωτοχημική παραγωγή όζοντος

Παρουσία οξειδίων του αζώτου και πτητικών οργανικών ενώσεων, το ηλιακό φως οδηγεί έναν καταλυτικό κύκλο που παράγει όζον στο επίπεδο του εδάφους, τον πυρήνα του φωτοχημικού νέφους.

Mechanisms

Το ηλιακό φως φωτολύει το όζον και άλλα είδη για να δημιουργήσει την εξαιρετικά δραστική ρίζα υδροξυλίου, η οποία προσβάλλει το μεθάνιο, το μονοξείδιο του άνθρακα, τις πτητικές οργανικές ενώσεις και άλλα αέρια ίχνη, καθορίζοντας τους ατμοσφαιρικούς χρόνους ζωής τους. Σε μολυσμένο αέρα, η οξείδωση αυτών των ενώσεων παρουσία οξειδίων του αζώτου οδηγεί καταλυτικούς κύκλους που παράγουν όζον και δευτερογενείς ρύπους. Οι συγκεντρώσεις των αερίων ιχνών αντικατοπτρίζουν μια ισορροπία μεταξύ εκπομπής, χημικού μετασχηματισμού, μεταφοράς και εναπόθεσης.

Clinical relevance

Η ατμοσφαιρική χημεία υποστηρίζει τη διαχείριση της ποιότητας του αέρα, την πρόβλεψη επεισοδίων ρύπανσης από όζον και σωματίδια, και την αξιολόγηση των ισοζυγίων αερίων του θερμοκηπίου όπως το μεθάνιο.

History

Η σύγχρονη ατμοσφαιρική χημεία αναδύθηκε από την αναγνώριση του φωτοχημικού νέφους στο Λος Άντζελες από τον Haagen-Smit τη δεκαετία του 1950 και ωρίμασε με την αναγνώριση του κεντρικού οξειδωτικού ρόλου της ρίζας υδροξυλίου τη δεκαετία του 1970, συνθέσεις των οποίων εμφανίζονται στα τυπικά κείμενα των Seinfeld και Pandis και των Finlayson-Pitts και Pitts.

Key figures

• John Seinfeld
• Spyros Pandis
• Barbara Finlayson-Pitts

Seminal works

• seinfeldPandis2016
• finlaysonPitts2000

Frequently asked questions

Ποια είναι η οξειδωτική ικανότητα της ατμόσφαιρας;

Είναι η ικανότητα της ατμόσφαιρας να απομακρύνει χημικά τα αέρια ίχνη, η οποία διέπεται κυρίως από την αφθονία της ρίζας υδροξυλίου, η οποία εκκινεί την οξείδωση των περισσότερων ρύπων.