वायुमंडलीय रसायन विज्ञान और ट्रेस गैसें

वायुमंडलीय अल्प घटकों की रासायनिक अभिक्रियाएँ और चक्र जो वायु गुणवत्ता, ऑक्सीकरण क्षमता और जलवायु-सक्रिय गैसों को नियंत्रित करते हैं।

Definition

वायुमंडलीय रसायन विज्ञान और ट्रेस गैसें वायुमंडल की रासायनिक संरचना और उन अभिक्रियाओं का अध्ययन है जो इसके अल्प गैसीय घटकों का उत्पादन, परिवर्तन और निष्कासन करती हैं।

Scope

यह क्षेत्र क्षोभमंडल के प्रकाश-रसायन विज्ञान, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल द्वारा प्रदान की गई ऑक्सीकरण क्षमता, ओजोन और प्रकाश-रासायनिक धुंध के निर्माण, मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों जैसी ट्रेस गैसों के स्रोतों, सिंक और चक्रों, और वायुमंडलीय संरचना को नियंत्रित करने वाली रासायनिक गतिकी और प्रकाश-अपघटन प्रक्रियाओं को शामिल करता है।

Sub-topics

• वायुमंडलीय रासायनिक गतिकी
• ट्रेस गैसों के जैव-भू-रासायनिक चक्र
• ओजोन और फोटोकेमिकल स्मॉग
• क्षोभमंडलीय प्रकाश-रसायन और ऑक्सीकरण

Core questions

• वायुमंडल को प्रदूषकों को ऑक्सीकृत करने और स्वयं को साफ करने की क्षमता कैसे प्राप्त होती है?
• निचले वायुमंडल में ओजोन का उत्पादन और विनाश कैसे होता है?
• जलवायु-सक्रिय ट्रेस गैसों की सांद्रता और जीवनकाल को क्या नियंत्रित करता है?

Key theories

हाइड्रॉक्सिल रेडिकल ऑक्सीकरण क्षमता

प्रकाश-रासायनिक रूप से उत्पन्न हाइड्रॉक्सिल रेडिकल अधिकांश ट्रेस गैसों के ऑक्सीकरण की शुरुआत करता है और वायुमंडल के प्रमुख सफाई एजेंट के रूप में कार्य करता है।

प्रकाश-रासायनिक ओजोन उत्पादन

नाइट्रोजन ऑक्साइड और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों की उपस्थिति में, सूर्य का प्रकाश एक उत्प्रेरक चक्र को चलाता है जो जमीनी स्तर पर ओजोन का उत्पादन करता है, जो प्रकाश-रासायनिक धुंध का मूल है।

Mechanisms

सूर्य का प्रकाश ओजोन और अन्य प्रजातियों का प्रकाश-अपघटन करता है जिससे अत्यधिक प्रतिक्रियाशील हाइड्रॉक्सिल रेडिकल उत्पन्न होता है, जो मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड, वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों और अन्य ट्रेस गैसों पर हमला करता है, जिससे उनका वायुमंडलीय जीवनकाल निर्धारित होता है। प्रदूषित हवा में, नाइट्रोजन ऑक्साइड की उपस्थिति में इन यौगिकों का ऑक्सीकरण उत्प्रेरक चक्रों को चलाता है जो ओजोन और द्वितीयक प्रदूषकों का उत्पादन करते हैं। ट्रेस गैसों की सांद्रता उत्सर्जन, रासायनिक परिवर्तन, परिवहन और निक्षेपण के बीच संतुलन को दर्शाती है।

Clinical relevance

वायुमंडलीय रसायन विज्ञान वायु-गुणवत्ता प्रबंधन, ओजोन और कण प्रदूषण एपिसोड की भविष्यवाणी, और मीथेन जैसी ग्रीनहाउस गैसों के बजट के आकलन का आधार है।

History

आधुनिक वायुमंडलीय रसायन विज्ञान 1950 के दशक में हागेन-स्मिट द्वारा लॉस एंजिल्स में प्रकाश-रासायनिक धुंध की पहचान के साथ उभरा और 1970 के दशक में हाइड्रॉक्सिल रेडिकल की केंद्रीय ऑक्सीकरण भूमिका की मान्यता के साथ परिपक्व हुआ, जिसके संश्लेषण सीनफेल्ड और पांडिस तथा फिनलेसन-पिट्स और पिट्स के मानक ग्रंथों में मिलते हैं।

Key figures

• John Seinfeld
• Spyros Pandis
• Barbara Finlayson-Pitts

Seminal works

• seinfeldPandis2016
• finlaysonPitts2000

Frequently asked questions

वायुमंडल की ऑक्सीकरण क्षमता क्या है?

यह वायुमंडल की ट्रेस गैसों को रासायनिक रूप से हटाने की क्षमता है, जो मुख्य रूप से हाइड्रॉक्सिल रेडिकल की प्रचुरता से नियंत्रित होती है, जो अधिकांश प्रदूषकों के ऑक्सीकरण की शुरुआत करता है।