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不同液相条件下硝酸盐的非均相生成研究开题报告

 2020-02-18 07:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来,大气环境问题成为人们重点关注及亟待解决的问题之一,其中最主要的大气污染现象是——霾。空气中的矿质颗粒、有机物、硝酸盐、硫酸盐、铵盐等组成的气溶胶导致大气能见度低于10km的现象称为霾。霾会引发人们的呼吸道疾病、心血管疾病以及心理问题,也不利于交通出行和生态环境,是困扰人们生活,影响人们健康的重要大气污染问题。研究灰霾成因,解析灰霾组分可以为控制灰霾提供有效措施,因此,灰霾成因问题的研究成为科学家们的防治攻关重点和难点。

自研究灰霾组分以来,pm2.5是我国大气污染最主要的颗粒污染物,而硫酸盐颗粒物一直是pm2.5的主要二次无机组分。但在整治燃煤锅炉、改燃煤供暖为天然气供暖以及工业限制排放等措施实施后,二氧化硫(so2)排放减少,使得其形成的二次硫酸盐颗粒物也相应降低。2017-2019年采暖期间的观测数据显示,京津冀及周边地区大气pm2.5的化学特征发生了明显变化,硝酸盐占比19%,其绝对浓度和占比大幅度超过硫酸盐(11%),成为pm2.5中最主要的二次无机组分。

根据望都、天津、南京(代表长江三角洲)及珠江三角洲的观测数据,再次证明了硝酸盐颗粒物贡献了大部分的二次气溶胶,已然成为大气颗粒污染物中最主要的二次无机组分,其前体物——nox将成为重点防治的目标。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容及目标

通过玻璃反应器和流动管反应器模拟夜间硝酸盐的非均相生成,并讨论气体污染物NOx、NH3和O3等对其生成的贡献,研究非均相生成过程中气体的摄取过程及摄取系数的确定。通过不同条件、不同系统下硝酸盐的生成情况,解释大气中硝酸盐的生成机制。

2.2 实验方案

用玻璃反应器研究液相溶液中二氧化氮(NO2)转化为硝酸盐的反应机制及影响因素。其中涉及的主要参数有NO2、O3、SO2和NH3浓度,其中O3由185nm的紫外灯氧化洁净空气产生。

下面是拟采取的实验方案:

表2.1 不同液相条件下硝酸盐生成的研究方案

序号

液相条件

气相条件

NO2/ppb

O3/ppb

1#

H2O

20

20

30

30

50

50

100

100

150

150

200

200

250

250

280

280

2#

0.02wt.% NH3

20

20

50

50

100

100

150

150

200

200

3#

0.04wt.% NH3

20

20

50

50

100

100

150

150

200

200

表2.2 不同(NH4)2SO4溶液浓度下硝酸的生成

序号

(NH4)2SO4溶液浓度

(μg/ml)

气相条件

NO2(ppb)

O3(ppb)

1#

20

100

100

2#

50

3#

100

4#

150

5#

200


3. 研究计划与安排

(1)3月25日—5月1日,进行玻璃反应器实验,并根据实验实际进展及时调整实验方案。

(2)5月20日之前完成初稿。

(3)5月31日之前完成终稿。

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4. 参考文献(12篇以上)

1. sun, peng, et al. 2018. two years of online measurement of fineparticulate nitrate in the western yangtze river delta: influences ofthermodynamics and n2o5 hydrolysis. atmospheric chemistryand physics 18(23):17177-17190.

2. tham, y. j., et al.2018. heterogeneousn2o5 uptake coefficient and production yield of clno2 in polluted northern china: roles of aerosol water content and chemicalcomposition. atmospheric chemistry and physics 18(17):13155-13171.

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