Hóa học khí quyển và khí vết
Các phản ứng hóa học và chu trình của các thành phần khí quyển nhỏ kiểm soát chất lượng không khí, khả năng oxy hóa và các khí có hoạt tính khí hậu.
Definition
Hóa học khí quyển và khí vết là nghiên cứu về thành phần hóa học của khí quyển và các phản ứng tạo ra, biến đổi và loại bỏ các thành phần khí nhỏ của nó.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm hóa quang của tầng đối lưu, khả năng oxy hóa được cung cấp bởi gốc hydroxyl, sự hình thành ôzôn và sương mù quang hóa, các nguồn, bồn chứa và chu trình của các khí vết như mêtan, cacbon monoxit, oxit nitơ và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, cũng như động học hóa học và các quá trình quang phân chi phối thành phần khí quyển.
Sub-topics
Core questions
- Điều gì mang lại cho khí quyển khả năng oxy hóa và tự làm sạch các chất ô nhiễm?
- Ôzôn được tạo ra và phá hủy như thế nào trong tầng khí quyển thấp hơn?
- Điều gì kiểm soát nồng độ và thời gian tồn tại của các khí vết có hoạt tính khí hậu?
Key theories
- Khả năng oxy hóa của gốc hydroxyl
- Gốc hydroxyl, được tạo ra bằng hóa quang, khởi đầu quá trình oxy hóa hầu hết các khí vết và hoạt động như tác nhân làm sạch chính của khí quyển.
- Sản xuất ôzôn quang hóa
- Khi có mặt oxit nitơ và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, ánh sáng mặt trời thúc đẩy một chu trình xúc tác tạo ra ôzôn ở tầng mặt đất, là cốt lõi của sương mù quang hóa.
Mechanisms
Ánh sáng mặt trời quang phân ôzôn và các loài khác để tạo ra gốc hydroxyl có khả năng phản ứng cao, chất này tấn công mêtan, cacbon monoxit, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và các khí vết khác, xác định thời gian tồn tại của chúng trong khí quyển. Trong không khí ô nhiễm, quá trình oxy hóa các hợp chất này khi có mặt oxit nitơ thúc đẩy các chu trình xúc tác tạo ra ôzôn và các chất ô nhiễm thứ cấp. Nồng độ khí vết phản ánh sự cân bằng giữa phát thải, biến đổi hóa học, vận chuyển và lắng đọng.
Clinical relevance
Hóa học khí quyển là nền tảng cho việc quản lý chất lượng không khí, dự đoán các đợt ô nhiễm ôzôn và hạt vật chất, cũng như đánh giá ngân sách của các khí nhà kính như mêtan.
History
Hóa học khí quyển hiện đại nổi lên từ việc Haagen-Smit xác định sương mù quang hóa ở Los Angeles vào những năm 1950 và trưởng thành với sự công nhận vai trò oxy hóa trung tâm của gốc hydroxyl vào những năm 1970, các tổng hợp về vấn đề này xuất hiện trong các văn bản tiêu chuẩn của Seinfeld và Pandis cũng như của Finlayson-Pitts và Pitts.
Key figures
- John Seinfeld
- Spyros Pandis
- Barbara Finlayson-Pitts
Related topics
Seminal works
- seinfeldPandis2016
- finlaysonPitts2000
Frequently asked questions
- Khả năng oxy hóa của khí quyển là gì?
- Đó là khả năng của khí quyển loại bỏ các khí vết bằng hóa học, chủ yếu được điều chỉnh bởi sự phong phú của gốc hydroxyl, chất này khởi đầu quá trình oxy hóa hầu hết các chất ô nhiễm.