臭氧损耗的非均相低温反应参数研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 牟玉静 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1998-07-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 庄亚辉 ; 杨文襄 |
| 关键词 | 粘着系数 超细颗粒物 非均相反应 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 平流层臭氧能够强烈吸收对地球上生物有害的紫外射线， 对维持地球上的生态平衡具有极其重要作用。过去几十年中，由于人类活动向大气中排放了大量对臭氧具有破坏作用的化合物，从而引起全 球性平流层臭氧减少及南极臭氧洞的形成。 平流层臭氧的减少及南极臭氧洞季节性发生正在危及着人类生存环境。人类活动导致大气臭氧损耗已成为当今引人注目的全球性环境问题。尽管国际环境组织已明确规定停止氯氟烃(CFCs)的生产和使用， 但由于CFCs具有很长的大气寿命，即使所有国家都严格执行国际环境组织的规定，平流层臭氧恢复仍需要一漫长过程。因此研究人为调控平流层臭氰对加速平流层臭氧恢复具有重大现实意义。 本论文的研究目的是通过测定非均相低温反应参数研究调控大气臭氧损耗的关键反应。为此我们设计并安装了一套流动反应装置。利用该装置与臭氧检测器、光离子化色谱仪及质谱仪连接分别测定了臭氧、含氯化合物及含氯储库化合物(cION02)在低温冰晶、颗粒物及颗粒物渗混冰品上的粘着系数或反应几率。 并且研究了紫外辐射对含氯储库化合物(CION02)在空管、低温冰晶及硅胶渗人冰晶上的反应或损耗的影响。测定结果表明： (1)’臭氧在低温冰晶和硫酸盐及亚硫酸盐渗溶冰晶上存在明显损耗，其粘着系数在1．8×l 0～～ 3．9×1 0-5范围内，并且随反应温度升高而增大。利用实验测量的臭氧在低温冰晶表而上的粘着系数的F限(1，≥1．3×l 0√)及大气中颗粒物表面积的上限(3×1 0-4cm2cm。’)估算出臭氧的大气存留寿命为3 8天。因此，臭氧在主要组分为冰的颗粒物表面上的损耗不容忽视。 (2)．臭氧在硫酸铵或亚硫酸铵渗溶冰晶上的粘着系数与硫酸铵或亚硫酸铵的浓度呈非线性关系。 (3)．CH2C12和CHCl3在低温冰晶上的粘着系数在9×l 0。’～3．8×l 0-6范围内，并且随温度变化甚小。它们在低温冰品上的损耗可能为物理吸附， 这对平流层臭氧损耗没有影响。CHCl3在PURALOX’ 、硅胶和纳米级三氧化二铝颗粒物或颗粒物渗混冰晶表面上的粘着系数与低温冰晶相比约大1—2个数量级。 (4)．CIICl3、CCl4、CHClF2和CCl2F2在所实验的颗粒物及颗粒物渗混冰晶表而上的粘着系数在2．7×l O～～7．6×1 0q范围内，并且与流速密切相关。在一定假定条件下(在平流层中注人PURA—LOX颗粒物的比表面为5×10。cm。／cm’及平流层温度为200K)，采用实验测量的CHCIF2在PURALOX颗粒物上的粘着系数的最低值估算(、I ICIF2的大气存留寿命仅为3天，而PURALOX颗粒物用量仅需要2．2×l 0。。克／厘米’。由此可见，利用微量超细颗粒物可望除去平流层含氯化合物及氯氟烃类。 (5)含氯储库化合物(CION02)能与低温冰晶发生反应生成易光解的含氯化合物(tlOCI)，其反应几率随反应气体流速增加而增大。在我们实验条件下，cION02与低温冰晶的反应几率在1．3×1 O～～2．6×’l 0-3范围内。 (6)C10N02在硅胶和PURALOX颗粒物渗混冰晶表面上没有观察到新化合物的形成，其粘着系数在1．3×10一～3．2×10q范围内。 ClON02在纳米级A1203颗粒物渗混冰晶表而上仍有新化合 物的形成，们其反应儿率比CION02与低温冰品反应的几率低约一个数量级。 cION02与低温冰晶反应可形成含氯活性种是低温大气下臭氧损耗的关键反应，实验结果表明超细颗粒物低温渗混冰晶可望阻断或控制氯活性种生成。 (7)紫外辐射对ClON02在空管上的损耗几乎没有影响，而对cION02在冰晶及硅胶渗混冰晶上的响应信号具有明显影响。这表明cION02在冰品上的反应可能生成了易光解的含氯化合物及紫外光照能促使cION02在硅胶渗混冰晶上发生反应。根据以上测定结果，有理由认为利用超细颗粒物阻断或控制氯活十q；种生成是人类有意识调控大气臭氧损耗的一种新途径。目前，对此同内外还没有：丈献报道，这是本论文创新之处。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 公开日期 | 2011-10-19 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/1274]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_水污染控制实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 牟玉静. 臭氧损耗的非均相低温反应参数研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 1998. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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