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1.
二次光化学氧化剂与气溶胶间的非均相过程 总被引：5，自引：0，他引：5
光氧化剂和气溶胶颗粒物在大气环境中普遍存在,影响着大气氧化能力和气候,威胁着人类健康。而大气光氧化剂与气溶胶颗粒物间复杂的耦合相互作用能产生二次污染物,使得大气污染过程更为复杂,成为国际大气化学研究的前沿和热点课题。挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物（NOx）等一次污染物在大气中经过复杂的光化学反应可形成以臭氧（O3）为主的二次光化学氧化剂,并以大气气溶胶为平台发生非均相反应,使大气污染更严重,引起人们普遍关注。二次光化学氧化剂和气溶胶颗粒物之间非均相过程的实验室研究是深入认识这两者间耦合相互作用的关键,实验室研究可以为分析和深入认识外场观测结果提供基础,还能为数值模式模拟研究提供基本参数。概括了大气二次光化学氧化剂的形成过程,总结了国际上近年来二次光化学氧化剂与大气气溶胶颗粒物非均相反应的实验室研究进展以及研究方法,最后提出了现有的一些主要科学问题,对未来这一重要领域的研究前景进行了展望。 相似文献
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综述了大气气溶胶颗粒物的特征、颗粒物的界面反应与矿物协同演化意义;重点介绍了大气颗粒物粒径分布和矿物成分,以及常见有毒有害气体的界面反应产物特征与关键化学过程;总结了矿物颗粒在大气气溶胶形成过程中汇聚、调控、催化的作用,以及颗粒物与大气中SO2、NOx的协同反应机制;分析了微纳米颗粒对二次有机气溶胶形成的影响,以及大气矿物相颗粒界面反应产物组合及协同演化作用.可为进一步研究大气颗粒物与大气中痕量污染气体反应形成二次气溶胶进而影响大气化学组成的过程提供指导,对深入探讨大气矿物颗粒表面特性在复合污染物中多介质反应的微界面化学过程,矿物尘-污染物气溶胶体系在雾-霾形成、转换、新生粒子和阻断行为的复合作用具有重要的环境学意义. 相似文献
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通过密度泛函理论模拟了H_2O_2和SO_2气体在矿物氧化物(α-Fe_2O_3)表面上的非均相反应,研究了H_2O_2和SO_2在α-Fe_2O_3(001)表面的吸附机制和氧化机制。研究结果表明,SO_2、H_2O_2均在α-Fe_2O_3(001)表面通过Fe原子进行吸附,H_2O_2相比于SO_2优先吸附在α-Fe_2O_3(001)表面,且H_2O_2在表面的赋存形式趋向于两个·OH形式吸附。通过二者共吸附的局域态密度、差分电荷密度、Mulliken电荷布局分析结果发现,SO_2和H_2O_2的共吸附形式是通过H_2O_2产生的·OH吸附在α-Fe_2O_3(001)表面,同时SO_2被H_2O_2产生的·OH氧化[S(SO_2)-电荷布局:0. 79 e→1. 32 e; O(H_2O_2)-电荷布局:-0. 77 e→-1. 11 e]形成·OH+SO_2团簇。模拟结果表明大气微量气体H_2O_2能够在矿物氧化物表面介导SO_2吸附并促进SO_2的转化,为理解H_2O_2在大气中非均相氧化SO_2的反应过程提供了理论依据。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2017,(1)
为了解环境中Se的氧化还原行为和潜在的环境风险,本文采用氢化物发生器-原子荧光光谱法对元素Se与H_2O_2作用的机理进行了实验研究。结果显示,H_2O_2可将元素Se快速氧化,形成Se~(4+)和Se~(6+)的混合产物。反应分两步进行,首先是元素Se被氧化为Se~(4+),而后是Se~(4+)转化为Se~(6+)。H_2O_2氧化元素Se的过程可用拟二级动力学方程描述,速率常数为0.0659m L·μg~(-1)·h~(-1)。推测H_2O_2分子在元素Se表层的吸附是H_2O_2氧化元素Se的控制步骤。 相似文献
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用 MAT-253同位素质谱仪对太湖大气气溶胶中的硫稳定同位素组成特征进行了分析.结果显示,太湖大气气溶胶中δ34S 数值变化范围为4.46‰~9.87‰,表明该地区大气气溶胶的主要硫源与当地燃煤排放直接相关.Δ33S 绝对值普遍大于0.1‰,说明太湖大气气溶胶中存在显著的硫稳定同位素非质量分馏效应;基于正Δ33S 和负Δ36S 的关联,揭示太湖气溶胶中硫稳定同位素的分馏异常主要与平流层 SO2发生的光化学反应有关,该科学问题迫切需要做进一步系统深入的研究. 相似文献
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Cu(Ⅱ)-EDTA废水由于其螯合性难以处理.采用电气石/H_2O_2体系进行降解,结果显示废水处理达到较好的效果.COD和Cu~(2+)的去除率与电气石投加量、H_2O_2用量和温度呈正相关性.溶液pH=3时,两者去除率最大.紫外-可见吸收光谱显示,处理后的Cu(Ⅱ)-EDTA被降解为小分子有机物.通过对比电气石反应前后的XRD图谱和红外光谱发现,电气石与EDTA降解中间产物发生络合.反应动力学研究结果表明,电气石/H_2O_2体系降解废水的反应为拟一级反应. 相似文献
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采用混合溶剂提取、N,O-双(三甲硅醚)-三氟乙酰胺(BSTFA)衍生化预处理和GC/MS分析技术,对四川攀枝花苏铁国家自然保护区PM2.5中的大气二次有机气溶胶进行了定量检测,探讨了研究区域内气溶胶中异戊二烯、α-/β-蒎烯光氧化产物、β-石竹酸及小分子羧酸和的浓度水平与变化规律,并讨论了有机物占有机碳(OC)的比值。结果表明,24 h PM2.5中,异戊二烯光氧化产物、α-/β-蒎烯光氧化产物和β-石竹酸的平均浓度分别为51.2、16.1和1.7 ng/m3;苹果酸和2-羟基戊二酸的平均浓度分别为12.4 ng/m3和4.9 ng/m3。OC和元素碳(EC)的平均浓度分别为20.3μg/m3和5.9μg/m3。异戊二烯氧化产物、α-/β-蒎烯氧化产物及β-石竹烯氧化产物对OC的贡献率分别为1.63%、0.34%和0.36%。 相似文献
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通过受含有大气来源的活性组分O_2和(或)CO_2,而且或许受在大部分占大气中的 CH_4,H_2S和H_2的水的影响的作用,形成了众多类型的矿床。所以,经由地质时期的大气的成分变化已经影响了在外地壳环境中形成的矿床的特征和相对丰度。大气演化的主要标准,游离氧的开始累积,正如休伦超群沉积过程中被溶液溶解的亚铁状态的铁的搬运的限制条件所证明的那样发生于大约24亿年左右。这种变化曾被称为含氧大气变型 相似文献
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植物挥发性有机物的气候与环境效应研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
植物挥发性有机物(Biogenic Volatile Organic Compounds,BVOCs)是大气中挥发性有机化合物(VOCs)的主要组分,具有重要的气候与环境效应。在梳理和总结既有研究成果的基础上,立足于BVOCs的大气化学过程,阐述了BVOCs不同组分的化学反应过程及其在大气臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)污染形成中的作用,指出了BVOCs在O_3和SOA污染形成中的重要性,以及BVOCs影响地球气候的2种主要途径:1通过形成SOA以气溶胶的形式影响地球大气辐射平衡;2参与地球碳循环,影响CH_4和CO等温室气体的寿命。进而,分别总结了BVOCs通过上述2个途径对地球气候影响的研究成果;阐述了BVOCs观测技术的现状与排放量估算模型的发展历程,分析了模型的优缺点与模型间的传承关系及其与气候系统模式耦合的现状。同时展望了BVOCs气候与环境效应亟需深入研究的问题,包括BVOCs氧化机制、产物的理化性质、耦合BVOCs排放及大气化学过程的地球系统模式研制等。 相似文献
10.
天然锰氧化物广泛存在于地表多种生态环境中,了解其形成过程对于厘清地表物质演化与元素循环具有重要意义.本研究首次开展了在常见氧化铁矿物催化作用下Mn2+的直接快速光氧化途径与反应机理实验.实验结果显示,不同水溶液体系中赤铁矿、针铁矿的光催化氧化Mn2+速率可达3.5～12.3 μM/h,可形成钡硬锰矿、斜方水锰矿等不同类型的氧化产物.反应过程中铁氧化物矿物价带上的空穴直接氧化Mn2+形成Mn(Ⅲ/Ⅳ),氧气充当导带电子的唯一受体.矿物催化剂种类和溶液化学成分能显著影响光氧化速率与最终产物的晶体结构.本研究揭示的光化学过程与地表暴露环境中广泛存在的铁锰共生现象吻合,可为揭示天然锰氧化物结构的多样性提供新的解释. 相似文献
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木质素广泛分布于维管植物,经分解生成的酚类化合物可示踪有机质来源、评估木质素降解程度,进而用于反演古环境与古气候变化。采用合适的分析方法有效地分解木质素是推断母源植物类型、降解程度的技术基础,常规方法是木质素经碱(或酸)解后,利用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析酚类单体化合物,但分解、提取过程复杂、易引入杂质。热裂解技术可在高温下快速分解有机质,裂解产物可通过GC-MS进行在线分析,具有用样量少、有机质提取比例高、重现性好、操作便捷的特点。本文选择地处亚洲夏季风影响区域的边缘的内蒙伊和沙日乌苏湖,采用热裂解GC-MS(Py-GC/MS)技术,对湖泊沉积物进行裂解分析,在对裂解温度(450℃、550℃和650℃)进行了优化的基础上,识别了21种酚类化合物,包括：4-甲基苯酚、2-乙基苯酚等9种烷基酚类(PHs),4-乙基-2-甲氧基苯酚、4-乙烯基-2,6-二甲氧基苯酚等9种烷基酚类(PHs)和12种甲氧基酚类(LGs)。结合沉积岩心样品AMS 14C年龄的分析结果,6.7ka以来沉积物中酚类化合物总量、PHs和LGs的变化趋势总体一致,呈现出6.7～4.0ka相... 相似文献
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矿物晶体收藏近年来成为一大热点,雄黄晶体艳丽,是地质类博物馆和矿物收藏家收藏的矿物种类之一,然而光照下雄黄不稳定,雄黄与光的反应倍受关注。因硫砷化合物的光化学灵敏度,硫砷化合物是一种重要的光学材料,国外开展了雄黄与光作用的反应产物和机理研究工作,雄黄与光的反应产物有副雄黄、砷华和χ-物相,在光照下雄黄通过As_4S_5分子间接地转变为副雄黄。作为药用矿物,As_2O_3是药用雄黄的组成部分,又是毒性成分,As_2O_3的来源与受到的高热和光照等有关,国内中医药界加强了对雄黄的物质成分的研究,还需加强光照对药用雄黄成分影响的研究。 相似文献
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氧化铁矿物催化分解苯酚的动力学速率及其产物特征 总被引：3，自引：0，他引：3
本文研究了针铁矿、纤铁矿、赤铁矿和磁铁矿在过氧化氢参与下催化分解苯酚的动力学速率与溶液pH值的关系,并用紫外吸收谱测定了反应产物的谱学特征。结果表明,纤铁矿反应体系催化分解苯酚的速率常数(k)最大,其余依次为磁铁矿、针铁矿和赤铁矿。在纤铁矿反应体系中又以pH=3.8时反应速率常数最大。除赤铁矿反应体系外,当溶液pH=3~4时苯酚被完全分解,并有50%~65%的有机碳(TOC)被矿化。在pH=3.25的赤铁矿反应体系中,苯酚大多仅被转化为多酚,小部分苯环被打开形成己烯酸。当溶液pH=4~5时,苯酚一般仅被转化为多酚类化合物,但TOC基本不变。当溶液pH>5时,苯酚没有发生明显的转化和矿化现象。 相似文献
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不同氧化锰矿物对光催化降解苯酚的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
合成层状结构的酸性和碱性水钠锰矿以及隧道结构的锰钾矿和钙锰矿,将其用于苯酚的光催化降解研究。分别采用X射线衍射(XRD)、原子吸收光谱(AAS)、扫描电镜(SEM)、BET氮气吸附法和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对供试锰氧化物的晶体结构、化学组成、微观形貌、比表面积以及光吸收性能等进行了表征。研究表明,暗反应条件锰氧化物对苯酚的降解作用较弱,而UV-Vis光照能显著促进锰氧化物对苯酚的降解。光照反应12 h后,锰钾矿、酸性水钠锰矿、钙锰矿以及碱性水钠锰矿的苯酚降解率分别为92.1%、77.3%、57.4%和45.8%;对应的TOC去除率分别由暗反应时的6.3%、11.2%、2.0%和4.6%提高至62.1%、43.1%、25.4%和22.5%。4种供试锰氧化物均具有光催化活性,其大小顺序为:锰钾矿>酸性水钠锰矿>钙锰矿>碱性水钠锰矿。UV-Vis光照下氧化锰矿物光化学降解苯酚主要存在3种降解机制———苯酚的直接光解,锰氧化物的化学氧化和锰氧化物的光化学催化,其中光催化降解起主导作用。 相似文献
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磁黄铁矿催化分解苯酚反应动力学及其产物特征 总被引：2，自引：0，他引：2
本文用批量实验法研究了天然磁黄铁矿在过氧化氢参与下催化分解苯酚的动力学反应。结果表明,在pH=3.81～5.88时,苯酚都可被有效的分解,分解速率k=4.0～212h-1(g/L)-1,高于氧化铁矿物类催化剂,可与Fenton试剂相比拟。同时它具有反应速率可控、催化剂与反应产物易于分离和回收等优点。对反应液中Fe(II)、Fe(Ⅲ)浓度和紫外光谱分析表明,反应过程与Fenton反应类似,苯酚先是被快速转化成多酚类化合物,接着被分解成羧酸类化合物。溶液pH不同,产物不同,总有机碳(TOC)矿化率也不同,一般可达50%～58%。 相似文献
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柿竹园W_Sn_Mo_Bi_Pb_Zn_Ag矿田是南岭地区典型多金属矿田,其具有显著的蚀变_成矿分带特征:近接触带矽卡岩-云英岩型W_Sn_Mo_Bi矿床(如柿竹园、金船塘、柴山地区)和远接触带脉状Pb_Zn_Ag矿床(如蛇形坪、横山岭、百步窿、枞树板地区)。通过对远—近接触带中主要蚀变岩石和矿石样品的C、H、O、Pb同位素研究,发现在近接触带块状矽卡岩中方解石的δ~(13)C和δ~(18)O值分别在-6.5‰~-3.6‰和4.8‰~8.4‰之间,远接触带Pb_Zn_Ag矿脉中团块状和脉状方解石的δ~(13)C和δ~(18)O值分别在-3.5‰~-1.5‰和8.1‰~15.8‰之间,表明矽卡岩形成于岩浆热液流体的渗滤交代作用,而远接触带碳酸盐脉的形成与热液流体沿灰岩裂隙充填过程中的水岩反应相关。近接触带块状云英岩中石英的δD_(H_2O)和δ_(18)O_(H_2O)值分别为-77‰和5.1‰,矽卡岩中石榴子石的δD_(H_2O)值为-97‰,δ_(18)O_(H_2O)值范围在9.2‰~9.4‰,网脉状云英岩中石英的δD_(H_2O)和δ_(18)O_(H_2O)值分别为-83‰和-8.2‰,退化蚀变矽卡岩中石英的δD_(H_2O)和δ_(18)O_(H_2O)值分别为-65‰和-4.2‰,远接触带石英脉中石英样品的δD_(H_2O)和δ_(18)O_(H_2O)值分别为-83‰和2.8‰,表明近接触带的块状矽卡岩和云英岩与远接触带石英脉成矿流体具有岩浆水的特征,而网脉状云英岩和退化蚀变矽卡岩成矿流体具有岩浆流体与大气水混合的特征。远—近接触带中方铅矿的206Pb/204Pb值范围18.565~18.622,207Pb/204Pb值范围15.694~15.738,208Pb/204Pb值范围38.819~38.986,表明Pb等金属元素来源于上地壳。 相似文献
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棕色碳是一类重要的吸光性有机气溶胶,对全球辐射强迫有重要贡献。其化学成分和形成机制是地球科学研究的前沿和难点。模拟实验结果表明,羰基化合物和还原性氮的液相反应产物在近紫外波段具有较强的吸光性,且化学成分复杂,难以分离和鉴定。本研究回顾了基于实验室羰基化合物和还原性氮的反应速率、反应机制,以及反应产物中吸光组分的化学成分和光学性质;总结了反应条件(反应物种类、浓度、溶液酸度、温度和相对湿度)对反应速率和吸光组分形成的影响;并指出了外场观测和模型研究对这一贡献认识的不足。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2017,(6)
为探讨植物组织中硫酸盐的来源,在贵州和云南两省部分地区采集了马尾松针叶样品,并测定了其针叶组织中硫酸盐和叶水的氧同位组成。结果显示,所有采样点的针叶δ~(18)O_(SO_4~(2-))值均比大气硫酸盐δ~(18)O_(SO_4~(2-))值显著偏负,说明马尾松针叶中的硫酸盐并不直接来源于叶片吸收的大气硫酸盐。其中,晋宁山区(背景区)的针叶δ~(18)O_(SO_4~(2-))与土壤δ~(18)O_(SO_4~(2-))相近,表明该区针叶硫酸盐主要由根部吸收土壤硫酸盐补给。而在城市地区,土壤δ~(18)O_(SO_4~(2-))值和针叶δ~(18)O_(SO_4~(2-))值有较大差异,且叶水δ~(18)O_(H_2O)值与针叶硫酸盐δ~(18)O_(SO_4~(2-))值呈显著正相关,表明城市地区的针叶硫酸盐主要来源于大气SO_2在叶肉中氧化。两个点污染源(昆明钢铁厂和曲靖火电厂)附近针叶中δ~(18)O_(SO_4~(2-))值都随着与工厂距离的变大而趋于偏负,说明污染源附近针叶吸收了来自工厂烟道排放的原生硫酸盐。 相似文献