งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

1 บทที่ 3 เคมีของบรรยากาศ (Atmospheric Chemistry).

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "1 บทที่ 3 เคมีของบรรยากาศ (Atmospheric Chemistry)."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 1 บทที่ 3 เคมีของบรรยากาศ (Atmospheric Chemistry)

2 2 Atmospheric Chemistry

3 3 Chemistry of the background troposphere Background air ของชั้นโทร โพสเฟียร์ ก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO 2 ) ไนตริกออกไซด์ (NO) ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ก๊าซมีเทน (CH 4 ) ก๊าซฟอร์มัลดีไฮด์ (HCHO)

4 4 Photochemical Cycle of NO 2, NO and O 3 Unpolluted atmosphere:. NO 2 (g) j. NO (g) +.. O (g) (h <420 nm) (1).. O (g) + O 2 (g) M O 3 (g) (2). NO (g) + O 3 (g) k3. NO 2 (g) + O 2 (g) (3) M = third molecule ได้แก่ N 2 หรือ O 2 Chemistry of the background troposphere

5 5 d [NO 2 ]=-j 1 [NO 2 ] + k 3 [O 3 ] [NO] (4) d t เมื่อ j 1 คือ first-order rate constant of photolysis หรือ specific absorption rate ของปฏิกิริยา 1 (s -1 ) k 3 คือ rate constant ของปฏิกิริยา 3 (cm 3 molecules -1. s -1 )

6 6 การคำนวณ Mixing ratio ของโอโซน สามารถคำนวณได้จาก Photostationary–state relationship  O3 (g) = J  NO2 (g) N d k 3  NO (g) เมื่อ  คือ Volume mixing ratio (molecules of gas / molecules of dry air) N d คือ ความเข้มข้นของอากาศแห้ง (molecules of dry air. cm -3 ) k 3 คือ rate coefficient ของปฏิกิริยา 3 (cm 3 molecules -1. s -1 ) J คือ Photolysis rate coefficient ของ ปฏิกิริยา 1 (s -1 )

7 7 ตัวอย่างที่ 1 จงคำนวณ Photostationary– state mixing ratio ของโอโซน ในตอน กลางวัน กำหนดให้ P d = 1,013 mb; T = 298 K; J = 0.01 s -1 ; k 3 = 1.8 x cm 3 molecule -1 s -1 ;  NO = 5 pptv;  NO2 = 10 pptv (1 bar = 100 KPa = 10 5 N m -2 ) (10 -5 N = 1 g cm sec -2 ) k B = R / A = m 3 mb mole -1 K x molecules mole -1 = x m 3 mb K -1 molecule -1

8 8. NO 2 (g) +. OH (g) M HNO 3 (g) (5) (Slow reaction) HNO 3 เกิดปฏิกิริยา Photolysis ย้อนกลับได้ แต่ต้องใช้เวลา วัน ส่วนใหญ่ HNO 3 จะถูกกำจัดในรูป ฝนกรดก่อน การเกิด. OH O 3 (g) h (<310 nm).. O( 1 D) (g) + O 2 (g) (6).. O( 1 D) (g) + H 2 O (g) 2. OH (g) (7).. O( 1 D) (g) M.. O (g) (8) การกำจัดไนโตรเจนออกไซด์ในบรรยากาศในเวลากลางวัน

9 9. NO 2 (g). NO (g) +.. O (g) (1) ทำให้แหล่งกำเนิด. NO (g) และ.. O (g) หมดไป เนื่องจาก.. O (g) เป็น สารตั้งต้นสำคัญในการเกิด O 3 ทำให้ O 3 ไม่เกิดในเวลากลางคืน นอกจากนี้ NO และ O 3 ยังถูกกำจัดโดย ปฏิกิริยา 3. NO (g) + O 3 (g) k3. NO 2 (g) + O 2 (g) (3) การกำจัดไนโตรเจนออกไซด์ในบรรยากาศในตอนกลางคืน

10 10. NO 2 ถูกกำจัดโดย. NO 2 (g) + O 3 (g). NO 3 (g) + O 2 (g) (9) nitrate radical. NO 2 (g) +. NO 3 (g) M. N 2 O 5 (g) (10) dinitrogen pentoxide. N 2 O 5 (g) + H 2 O (aq) M 2 HNO 3 (aq) (11) ในตอนเช้า. NO 3 จะถูก Photolysis อย่างรวดเร็ว และ. N 2 O 5 จะ เกิดปฏิกิริยาย้อนกลับเป็น. NO 2

11 11 CO (g) +. OH (g) CO 2 (g) +. H (g) (12). H (g) + O 2 (g) M HO 2. (g) (13) hydroperoxyl radical. NO (g) + HO 2. (g). NO 2 (g) +. OH (g) (14). NO 2 (g) h (<420nm). NO (g) +.. O (g) (1).. O (g) + O 2 (g) M O 3 (g) (2) การเกิดโอโซนจากก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์

12 12 CH 4 (g) +. OH (g). CH 3 (g) + H 2 O (g) (15) Methyl radical. CH 3 (g) + O 2 (g) M CH 3 O 2. (g) (16) Methylperoxy radical. NO (g) + CH 3 O 2. (g). NO 2 (g) + CH 3 O. (g) (17) Methoxy radical. NO 2 (g) h (<420nm). NO (g) +.. O (g) (1).. O (g) + O 2 (g) M O 3 (g) (2) การเกิดโอโซนจากก๊าซมีเทน

13 13 CH 3 O. (g) + O 2 (g) HCHO (g) + HO 2. (g) (18) Methoxy radicalFormaldehyde HCHO (g) h (< 334 nm) HC. O (g) + H. (g) (19a) Formyl radical HCHO (g) h (< 370 nm) CO (g) + H 2 (g) (19b) HCHO (g) +. OH (g) HC. O (g) + H 2 O (g) (20) HC. O (g) + O 2 (g) CO (g) + HO 2. (g) (21) hydroperoxyl radical การเกิดโอโซนจากฟอร์มอลดีไฮด์

14 14 CO (g) +. OH (g) CO 2 (g) +. H (g) (12). H (g) + O 2 (g) M HO 2. (g) (13). NO (g) + HO 2. (g). NO 2 (g) +. OH (g) (14) hydroperoxyl radical. NO 2 (g) h (<420nm). NO (g) +.. O (g) (1).. O (g) + O 2 (g) M O 3 (g) (2)

15 (g) +. OH (g) (g) + H 2 O (g) …… (g) + O 2 (g) M ………… (g). NO (g) + ……… (g). NO 2 (g) + …….. (g). NO 2 (g) h (<420nm) (g) (g) (g) (g) M O 3 (g) การเกิดโอโซนจากก๊าซอีเทน

16 16 C 2 H 6 (g) +. OH (g). C 2 H 5 (g) + H 2 O (g) (22) Ethane Ethyl radical. C 2 H 5 (g) + O 2 (g) M C 2 H 5 O 2. (g) (23) Ethylperoxy radical. NO (g) + C 2 H 5 O 2. (g). NO 2 (g) + C 2 H 5 O. (g) (24) Ethoxy radical. NO 2 (g) h (<420nm). NO (g) +.. O (g) (1).. O (g) + O 2 (g) M O 3 (g) (2) การเกิดโอโซนจากก๊าซอีเทน

17 17 C 2 H 5 O. (g) + O 2 (g) CH 3 CH(=O) + HO 2. (g) (25) Ethoxy radical Acetaldehyde hydroperoxyl radical CH 3 CH(=O) (g) +. OH (g) CH 3 C. (=O) (g) + H 2 O (g) (26) Acetyl radical CH 3 C. (=O) (g) + O 2 (g) M CH 3 C(=O)O 2. (g) (27) Peroxyacetyl radical CH 3 C(=O)O 2. (g) +. NO 2 (g) M CH 3 C(=O)O 2 NO 2 (g) (28) Peroxyacetyl nitrate (PAN) การเกิดโอโซนและ PAN จาก Acetaldehyde

18 18 CH 3 C(=O)O 2. (g) +. NO (g) CH 3 C(=O)O. (g) +. NO 2 (g) (29) Peroxyacetyl radical Acetyloxy radical. NO 2 (g) h (<420 nm). NO (g) +.. O (g) (1).. O (g) + O 2 (g) M O 3 (g) (2) การเปลี่ยน PAN เป็นโอโซน

19 19 CH 3 CH(=O) h CH 3. (g) + HC. O (g) (30) Acetaldehyde Formyl radical. CH 3 (g) + O 2 (g) M CH 3 O 2. (g) (16). NO (g) + CH 3 O 2. (g). NO 2 (g) + CH 3 O. (g) (17). NO 2 (g) h (<420nm). NO (g) +.. O (g) (1).. O (g) + O 2 (g) M O 3 (g) (2) HC. O (g) + O 2 (g) CO (g) + HO 2. (g) (21) Formyl radical การเกิดโอโซน จาก Acetaldehyde

20 20 Chemistry of Photochemical Smog

21 21 Polluted atmosphere: Daytime RH (g) +. OH (g) R. (g) + H 2 O (g) (31) organic radical R. (g) + O 2 (g) RO 2. (g) (32) organic peroxy radical RO 2. (g) + NO (g) RO. (g) + NO 2 (g) (33) organic alkoxy radical. NO 2 (g) h. NO (g) +.. O (g) (1).. O (g) + O 2 (g) M O 3 (g) (2) การเกิดโอโซนในบรรยากาศที่ปนเปื้อนสารไฮโดรคาร์บอนในช่วงกลางวัน

22 22 Schematic representation of the role of VOCs in tropospheric ozone formation: R  = the alkyl radical (e.g. CH 3  ), RH = hydrocarbon e.g. methane (CH 4 ), RO  = the alkoxy radical (e.g. CH 3 O  ), RO 2  = the alkyl peroxy radical (e.g. CH 3 O 2  ), R-HO = an aldehyde or ketone oxidation product (e.g. HCHO), HO 2  = the hydroperoxy radical (Fowler et al., 1997, p. 8).

23 23 Typical dependence of predicted peak ozone levels on the initial concentrations of VOCs and NO x when mixtures are irradiated in air.

24 24 Diurnal cycles of ozone production and precursor concentrations in Los Angeles

25 25 การเกิดโอโซนจากก๊าซอีทีน. NO 2 (g) h (<420nm). NO (g) +..O (g) (1)..O (g) + O 2 (g) M O 3 (g) (2) (34)

26 26 การเกิดโอโซนจากอะโรมาติก (35)

27 27 การเกิดโอโซนจากเทอพีน (36)

28 28 (37) (38)

29 29 การเกิดโอโซนจากเมทานอล CH 3 OH (g) +. OH (g). CH 2 OH (g) + O 2 (g) (39) Methanyl radical (85%) HCHO (g) + HO 2. (g) (40) Formaldehyde CH 3 OH (g) +. OH (g) CH 3 O. (g) + H 2 O (g) (41) Methoxy radical (15%) การเกิดโอโซนจากแอลกอฮอล์

30 30 C 2 H 5 OH (g) +. OH (g). CH 2 CH 2 OH (g) + H 2 O (g) (42) Ethanyl radical (5%) C 2 H 5 OH (g) +. OH (g) CH 3. CHOH (g) + O 2 (g) (43) (90%) CH 3 CHO (g) + HO 2. (g) Acetaldehyde C 2 H 5 OH (g) +. OH (g) CH 3 CH 2 O. (g) + H 2 O (g) (44) Ethoxy radical (5%) การเกิดโอโซนจากเอทานอล

31 31 กลไกการทำลายโอโซน (Ozone Destruction) โดยทั่วไป สามารถเกิดจากหลายสาเหตุ ดัง แสดงในปฏิกิริยา ) โดยแสง UV O 3 (g) UV O 2 (g) + O. (g)(45) 2) โดยการชนกับอะตอมหรือโมเลกุลอื่น O 3 (g) + O. (g)2 O 2 (g) (46) 3) โดยการรวมตัวกันระหว่างโอโซน 2 โมเลกุล O 3 (g) + O 3 (g)3 O 2 (g) (47) เคมีในบรรยากาศของชั้นสตาร์โทสเฟียร์

32 32

33 33 4) โดยการทำปฏิกิริยา (dispersion) กับ NO x และ N 2 O ในชั้น stratosphere NO (g) + O 3 (g)NO 2 (g) + O 2 (g)(48) 5) โดยธรรมชาติ N 2 (g)2 N (g) (49) 2 N (g) + 2 O. (g)2 NO (g)(50) NO (g) + O 3 (g)NO 2 (g) + O 2 (g)(51) เคมีในบรรยากาศของชั้นสตาร์โทสเฟียร์ ( ต่อ )

34 34 Ozone layer depletion

35 35 BjØrseth, A., Becher, G. eds. (1986). PAH in Work Atmospheres: Occurrence and Determination. CRC Press, Inc., Florida, USA, Cht. 1, p. 3, Cht. 4, pp.54-55, Cht.7, pp Colls, J. (1997) Airpollution: an introduction E&FN SPON, UK Fowler, D. and the United Kingdom Photochemical Oxidants Review Group (1997). Ozone in the United Kingdom. Fourth report of the Photochemical Oxidants Review Group, the Air and Environment Quality Division, Department of the Environment, Transport and the Regions. Lee, M.L., Wright, B.W. (1980). Capillary column gas chromatography of polycyclic aromatic compounds: A review. J. Chromatogr. Sci., 18, Lee, M.L., Novotny, M.V., Bartle, K.D. (1981). Analytical Chemistry of Polycyclic Aromatic Compounds, Academic Press, Inc., New York, USA, pp US EPA. (1984). List of the Sixteen PAHs with Highest Carcinogenic Effect. IEA Coal Research, London. Zander, M. (1983). In: BjØrseth, A., ed., Handbook of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Marcel Dekker Inc, New York, Vol. 1, Cht. 1, p. 3. เอกสารอ้างอิง


ดาวน์โหลด ppt 1 บทที่ 3 เคมีของบรรยากาศ (Atmospheric Chemistry).

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google