เคมีในชั้นโทรโพสเฟียร์
เคมีในชั้นโทรโพสเฟียร์อธิบายถึงวัฏจักรของสารออกซิแดนท์และปฏิกิริยาอนุมูลอิสระที่แปรรูปก๊าซปริมาณน้อยในชั้นบรรยากาศที่ต่ำที่สุด ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดสภาพอากาศและมลพิษส่วนใหญ่
Definition
เคมีของก๊าซปริมาณน้อยและละอองลอยในชั้นโทรโพสเฟียร์ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการออกซิเดชันด้วยอนุมูลอิสระในเวลากลางวันที่เริ่มต้นโดยอนุมูลไฮดรอกซิล
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการออกซิเดชันด้วยแสงของสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย คาร์บอนมอนอกไซด์ สารประกอบซัลเฟอร์ และไนโตรเจนในชั้นโทรโพสเฟียร์ โดยเน้นที่วัฏจักรของอนุมูลไฮดรอกซิลและการก่อตัวของโอโซนและละอองลอยอินทรีย์ทุติยภูมิ ซึ่งรวมถึงทั้งเคมีพื้นฐานในบรรยากาศสะอาดและในสภาวะที่มีมลพิษ
Core questions
- อนุมูลไฮดรอกซิลควบคุมอายุของก๊าซปริมาณน้อยได้อย่างไร?
- อะไรเป็นตัวกำหนดว่า NOx จะนำไปสู่การผลิตหรือการสูญเสียโอโซน?
- ละอองลอยอินทรีย์ทุติยภูมิเกิดขึ้นจากสารตั้งต้นในสถานะก๊าซได้อย่างไร?
- เคมีของ NO3 ในเวลากลางคืนมีบทบาทอย่างไร?
Key theories
- วัฏจักรการออกซิเดชัน HOx-NOx-VOC
- การผลิตโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์เกิดจากการหมุนเวียนที่เชื่อมโยงกันของอนุมูล HOx และ NOx ในระหว่างการออกซิเดชันของสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่เริ่มต้นโดย OH โดยผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับปริมาณสัมพัทธ์ของ NOx และคาร์บอนที่ทำปฏิกิริยา
Mechanisms
อนุมูล OH เริ่มต้นการออกซิเดชันของไฮโดรคาร์บอนและ CO ก่อให้เกิดอนุมูลเปอร์ออกซีที่เปลี่ยน NO เป็น NO2; การสลายด้วยแสงของ NO2 ทำให้เกิดโอโซน อนุมูล NO3 เป็นเส้นทางการออกซิเดชันที่คล้ายกันในเวลากลางคืน และการออกซิเดชันบางส่วนของสารอินทรีย์ขนาดใหญ่จะผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความผันผวนต่ำซึ่งควบแน่นเป็นละอองลอยอินทรีย์ทุติยภูมิ
Clinical relevance
เคมีในชั้นโทรโพสเฟียร์ควบคุมปริมาณโอโซนระดับพื้นดินและฝุ่นละออง ซึ่งเป็นมลพิษสองชนิดที่มีผลกระทบมากที่สุดต่อมาตรฐานคุณภาพอากาศและการสัมผัสของระบบนิเวศ
History
การตระหนักในปี 1970 ว่า OH เป็นตัวควบคุมการออกซิเดชันในชั้นโทรโพสเฟียร์ แทนที่จะเป็นการสลายด้วยแสงโดยตรง ได้ปรับเปลี่ยนแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ด้านคุณภาพอากาศและอธิบายการกำจัดมีเทนและก๊าซรีดิวซ์อื่นๆ ทั่วโลก
Related topics
Seminal works
- finlaysonPitts2000
- vanLoon2017
Frequently asked questions
- โอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์เหมือนกับชั้นโอโซนหรือไม่?
- ไม่เหมือนกัน โอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ช่วยป้องกันพื้นผิวโลกจากรังสีอัลตราไวโอเลต ในขณะที่โอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์เป็นมลพิษใกล้พื้นผิวและก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากการปล่อยมลพิษ