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。
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。
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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