Кинетика адсорбции некоторых парниковых газов на углеродсодержащих аэрозольных частицах

• Автор: Губанова, Дина Петровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. Атмосферные аэрозоли и их взаимодействие с некоторыми парниковыми газами. Современное состояние проблемы.

1.1 Аэрозольное загрязнение атмосферы.

1.1.1 Источники атмосферных аэрозолей

1.1.2 Углеродсодержащие аэрозоли некоторые свойства и влияние на климат

1.2 Парниковые газы фактор антропогенного воздействия на климат

1.3 Озон и проблема истощения озонового слоя Земли

1.3.1 Фотохимическое образование озона.

1.3.2 Атмосферный озон и климат

1.3.3 Некоторые циклы разрушения озонового слоя

Глава 2. Лабораторные исследования взаимодействия озона и ЕЮХ с углеродсодержащими частицами.
2.1. Экспериментальные установки и способы получения
углерод со держащих аэрозолей
2.2. Распределение углеродсодержащих аэрозольных частиц по размерам .
2.3. Адсорбция озона на углеродсодержащих частицах
2.3.1. Методика экспериментов. Приборы и экспериментальные установки.
2.3.2. Модели расчта коэффициента адсорбции озона на поверхности углеродсодержащих частиц
2.3.3. Исследование кинетики гетерогенного взаимодействия озона с углеродсодержащими частицами
2.4. Взаимодействие Жх с углеродсодержащими материалами
2.4.1. Описание методики эксперимента и экспериментальной установки.
2.4.2. Механизм адсорбции МОх на поверхности углеродсодержащих аэрозолей.
2.4.3. Физикохимическая модель адсорбции 0 на поверхности углеродсодержащих частиц
2.4.4. Определение площади углеродсодержащего сорбента .
2.4.5. Расчт кинетических коэффициентов адсорбции 0х
2.4.6. Димеризация
2.5. Фотохимические реакции с участием Сх и адсорбция
хлорсодержащих соединений на углеродных частицах
Глава 3. Адсорбция озона и диоксида азота на поверхности углеродсодержащих аэрозольных частиц. Полевые наблюдения
3.1. Международный проект ТЯОЮА
3.2. Измерительная аппаратура состав, назначение и технические характеристики
3.3. Пространственновременное распределение атмосферного аэрозоля по результатам Проекта ТЯСА
3.4. Оценка коэффициентов адсорбции озона и диоксида азота по результатам натурных наблюдений ТКСА .
3.4.1. Захват озона аэрозольными сажевыми частицами
3.4.2. Адсорбция диоксида азота на поверхности сажевого аэрозоля
Глава 4. Применение модельных методов и результатов работы учт влияния аэрозолей на климатические процессы.
4.1. Атмосферные эффекты воздействия аэрозолей. Вводные замечания
4.2. Локальное активное воздействие аэрозолей на атмосферные процессы облако и осадкообразование.
4.3. Роль аэрозолей в формировании и изменении глобального климата
4.4. Климатические эффекты от выбросов углеродсодержащих и сульфатных аэрозолей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованной литературы


Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Сжигание природного топлива является одной из основных причин загрязнения атмосферы. Образующие при этом частички сажи и пепла несгоревший углерод в больших количествах попадают в атмосферу. Углеродсодержащие аэрозоли УСА служат ядрами конденсации для водяного пара, что приводит к образованию дымки и тумана, а также оставляют черный жирный налет на строениях и тканях. Углеродсодержащие аэрозоли сажа, древесный уголь, элементный углерод и т. Земли материалов. Все процессы горения приводят к формированию углеродсодержаших материалов, в результате от до всех макрочастиц, содержащихся в тропосфере, являются углеродсодержащими, и процент их содержания особенно высок в атмосфере городов. Влияние сажевых аэрозолей на климат. В последнем столетни содержание сажевых аэрозолей в атмосфере Земли непрерывно растт. Сажа частично попадает в атмосферу вследствие таких природных процессов, как вулканические извержения и лесные пожары, однако основные источники имеют антропогенное происхождение. В составе аэрозольных частиц, выброшенных в атмосферу из дымовых труб, содержится примерно сажи , . Кроме того, вследствие полтов авиации углеродсодержащие аэрозоли частицы сажи были обнаружены и в нижней стратосфере как результаты выбросов тврдотельных продуктов неполного сгорания топлива . Как полагают многие исследователи, в результате таких выбросов сажевых частиц следует ожидать значительное воздействие на верхнюю тропосферу. Обнаружение в натурных исследованиях верхней тропосферы и нижней стратосферы постоянно существующего аэрозольного сажевого слоя с последующим доказательством корреляции между массовой концентрацией частиц сажи с потребляемым авиацией топливом инициировало последующие многочисленные измерения, показавшие, что сажевые аэрозоли размером 0. Их средняя концентрация изменяется в пределах от 0. Такие частицы доминируют в составе атмосферных аэрозолей в смеси с органикой, минералами почвы и металлическими примесями . Частицы сажи составляют фракцию нелетучих аэрозолей струи самолта с типичным средним диаметром нм , . Индекс эмиссии сажи варьируется от до частиц на 1 кг сжигаемого топлива в зависимости от типа двигателя, что соответствует концентрации частиц
сажи в диапазоне см в ближнем поле струи , . При этом сажевые аэрозоли, выбрасываемые воздушными судами, наряду с оксидами серы х играют как прямую, так и косвенную роль в изменении климата и химических процессах, связанных с озоном. Легко наблюдаемый прямой эффект всесторонне изучен , а анализ процессов формирования конденсационного следа самолта привл к выводу о возможной значительной роли эмитируемых сажевых аэрозолей как ядер конденсации частиц воды и льда , , . Авторы различных теоретических моделей, полагая, что частицы сажи гидрофобны, предлагают разные механизмы их активации в струе для последующей конденсации на них паров воды. К таковым можно отнести активацию сажевых частиц молекулами серной или азотной кислоты, накапливающимися на поверхности в результате взаимодействия с газообразными Н и НЫОз и с аэрозольными частицами струи , а также активацию заряженных частиц сажи вследствие их взаимодействия с кластерными ионами, формирующимися в струе . Эмитируемые реактивным двигателем частицы сажи обладают зарядом. Недавно произведнные расчеты показали, что в выходном сечении сопла двигателя этих частиц аккумулируют положительный заряд, К отрицательный и приблизительно нейтральны. Благодаря электростатическому взаимодействию на заряженных сажевых частицах возможно непосредственное осаждение молекул воды и серной кислоты и накопление на поверхности раствора НгОНБО Это один из определяющих факторов формирования видимого следа самолта, который в пересыщенной атмосфере может трансформироваться в перистые облака рис.