Chemistry of Multiphase Atmospheric Systems

علاقه فزاینده سریع به مشکلات آلودگی هوا و روابط منبع و گیرنده منجر به گسترش قابل توجه دانش در زمینه شیمی اتمسفر شده است. به طور کلی، شیمی اجزای ردیابی اتمسفر توسط محتوای اکسیژن جو کنترل می شود. به محض ورود به جو در حالت کم و بیش کاهش یافته، مواد کمیاب از طریق مسیرهای مختلف اکسید می شوند و محصولات تولید شده اغلب پیش سازهای ترکیبات اسیدی هستند. علاوه بر فرآیندهای اکسیداسیون که در فاز گاز اتفاق می افتد، ترکیبات گازی اغلب به ذرات آئروسل جامد تبدیل می شوند. مراحل مختلف در تبدیل گاز به ذره به طور مداوم با فرآیندهای تراکم، که توسط محتوای آب تروپوسفر ایجاد می شود، در تعامل هستند. بنابراین علاوه بر حالت گازی، یک حالت مایع و جامد در تروپوسفر وجود دارد. فاز جامد از محصولات تبدیل اتمسفر یا خاکستر بادی و گرد و غبار معدنی تشکیل شده است. فاز مایع از آب، محصولات تبدیلی و ترکیبات محلول تشکیل شده است. شیمی موجود در این سیستم اغلب به عنوان شیمی هیدروژنی شناخته می شود. شیمی‌دان این اصطلاح را دقیق‌تر به‌عنوان واکنش‌هایی تفسیر می‌کند که فقط در یک فاز بین فازها رخ می‌دهند. با این حال، همیشه این چیزی نیست که در جو اتفاق می افتد. در واقع فرآیندهای ناهمگنی مانند واکنش هایی که روی سطح ذرات آئروسل خشک رخ می دهند وجود دارد. اما جدای از اینها، ما باید روی واکنش‌های فاز همگن نیز تمرکز کنیم، که مراحل تکی واکنش‌های متوالی هستند که در مراحل مختلف انجام می‌شوند.

Rapidly increasing interest in the problems of air pollution and source-receptor relationships has led to a significant expansion of knowledge in the field of atmospheric chemistry. In general the chemistry of atmospheric trace constituents is governed by the oxygen content of the atmosphere. Upon entering the atmosphere in a more or less reduced state, trace substances are oxidized via various pathways and the generated products are often precursors of acidic compounds. Beside oxidation processes occurring in the gas phase, gaseous compounds are often converted into solid aerosol particles. The various steps within gas-to-particle conversion are constantly interacting with condensation processes, which are caused by the tropospheric water content. Thus in addition to the gaseous state, a liquid and solid state exists within the troposphere. The solid phase consists of atmospheric conversion products or fly ash and mineral dust. The liquid phase consists of water, conversion products and soluble compounds. The chemistry occurring within this system is often referred to as hydrogeneous chemistry. The chemist interprets this term, however, more strictly as reactions which occur only at an interphase between phases. This, however, is not always what happens in the atmosphere. There are indeed heterogeneous processes such as reactions occurring on the surface of dry aerosol particles. But apart from these, we must focus as well on reactions in the homogeneous phase, which are single steps of consecutive reactions running through various phases.