STANOVEN Í POLUTANT ů VE VZDUCHU

STANOVENÍ POLUTANTů VE VZDUCHU

JAN TŘÍSKACENTRUM VÝZKUMU GLOBÁLNÍ

ZMĚNY AV ČR, ČESKÉ BUDĚJOVICE

CYKLUS SÍRY

ZÁKLADNÍ PRINCIPY DETEKCE A STANOVENÍ OXIDU SIŘIČITÉHO

• Fluorescenční metoda• Coulometrická metoda• Fotometrická metoda (West – Gaeke)• Titrační metoda• FPD detektor• Pasivní dosimetrie

FLUORESCENCE METHOD

COULOMETRICKÝ MONITOR

FOTOMETRICKÁ (WEST-GAEKE) METODA

FOTOMETRICKÁ (WEST-GAEKE) METODA

PLAMENOVĚ FOTOMETRICKÝ DETEKTOR

PASIVNÍ DOSIMETRIE

ZÁKLADNÍ PRINCIPY DETEKCE A STANOVENÍ OXIDU SÍROVÉHO

• Fotometrie (barnatá sůl kyseliny chloranilové)• Titrační metoda• Turbidimetrie

CYKLUS DUSÍKU

ZÁKLADNÍ PRINCIPY DETEKCE A STANOVENÍ OXIDů DUSÍKU

• Chemiluminiscenční metoda• Fotometrie (azo-barvivo)• Plynová chromatografie (ECD detektor)

CHEMILUMINISCENČNÍ MONITOR

FOTOMETRICKÁ METODA

DETEKTOR ELEKTRONOVÉHO ZÁCHYTU - ELECTRON CAPTURE (ECD)

DETECTOR

CYKLUS UHLÍKU

ZÁKLADNÍ PRINCIPY DETEKCE A STANOVENÍ OXIDU UHELNATÉHO

• Infračervený spektrometr• Plynová chromatografie (FID detektor s

katalyzátorem)

ZÁKLADNÍ PRINCIP DETEKCE A STANOVENÍ OXIDU UHELNATÉHO

ZÁKLADNÍ PRINCIPY DETEKCE A STANOVENÍ UHLOVODÍKů

(LEHKÝCH A PAU)

• Plynová chromatografie (GC-FID, GC-PID, GC-MS)

• Kapalinová chromatografie (UV detektor, DAD detektor, fluorescenční detektor, LC-MS)

PLAMENOVĚ IONIZAČNÍ DETEKTOR -FLAME IONIZATION DETECTOR (FID)

FOTOIONIZAČNÍ DETEKTOR - PHOTO IONIZATION (PID) DETECTOR

OZONOVÁ VRSTVA

ZÁKLADNÍ PRINCIPY DETEKCE A STANOVENÍ OZONU

• Chemiluminiscenční metoda (ethylen)• Coulometrická metoda• Adsorpční trubičky s trans-1,2-Bis(4-

pyridyl)ethylenem• Dobsonův spektrofotometr

DOBSON SPECTROPHOTOMETER

ZÁKLADNÍ PRINCIPY DETEKCE A STANOVENÍ OZONU

(DOBSON UNIT)

FOTOCHEMICKÝ SMOG

Hlavní součásti fotochemického smogu jsou: Ozon

Peroxyacyl nitraty Aldehydy

Alkyl Nitraty Vzdušné částice

FOTOCHEMICKÝ SMOG

Low Level Ozone Synthesis:

NO2 + hv

NO + O (1)When nitrogen dioxide is excited by light nitric oxide and atomic oxygen are formed. The rate of this equation is

k1[NO2]. k1 is the rate coefficient for this reaction and is first order. The rate of the reaction is not only proportional to the

concentration of nitrogen dioxide. It also depends on the intensity of light. At night k1 approaches 0 and reaches its

maximum during hours of high sunlight intensity.

The first reaction of the atomic oxygen tends to be with the more abundant diatomic oxygen (O 2)

O2 + O + M O3 + M (2)

M is an unreactive 3rd molecule which is needed to absorb excess energy from the reaction. The rate coefficient of this reaction is k2. There is a third and final reaction which completes this this reaction:

O3 + NO

NO2 + O2 (3)This reaction has the rate coefficient k3.

FOTOCHEMICKÝ SMOG

Each of the 3 reactions is very fast, and a photostationary state of equilibrium is established, this governs the ratio of NO2/NO in air, which in turn can be shown to be proportional to the concentration of

ozone.

[NO2]/[NO] = k3[O3]/k1 (4)

So as k1approaches 0 (night time conditions. The presence of excess ozone increases and the lowest

[NO2]/[NO] ratios are during hours of extreme day light.

FOTOCHEMICKÝ SMOG

The reactions (1) and (2) produce ozone and mono-atomic oxygen, which go on to react with hydrocarbons released from fossil fuels. Alkenes are particularly susceptible to attack from these oxygen allotropes. A typical reaction is shown below:

CH3CH=CHCH3+O3CH3CHO2+CH3CHO(5)

C2H5+O2C2H5O2(6)

C2H5O2+NO C2H5O+NO2(7)

FOTOCHEMICKÝ SMOG

ZÁKLADNÍ PRINCIPY DETEKCE A STANOVENÍ FORMALDEHYDU

• Adsorpční trubičky s 2,4-dinitrofenylhydrazinem

LIDAR(Light Detection and Ranging)Differential Absorption Lidar)

SKLENÍKOVÉ PLYNY