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 19:30:48

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，pm_2.5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pm_2.5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pm_2.5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pm_2.5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——no_x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NO_x、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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