Üretim ve Harvard çevre odası organik partikül madde ölçümü

Bu projenin genel amacı, çevre odasında organik özel madde üretmek ve kimyasal ve fiziksel özelliklerini karakterize etmektir. Harvard Çevre Odası, organik partikül maddelerin oluşumunu ve gaz faz bileşenlerinin ortam koşullarına yakın reaksiyonlarını incelemek üzere kurulmuştur. Bu, oda operasyonlarının onuncu yıldönümü.

Bu odanın eşsiz parçası, gün boyunca sürekli devlet çalışması yapmak için şans sağlayan tamamen karışık bir akış reaktörü olarak işletilmektedir. Oda, istikrarlı bir şekilde çalışmasını sağlamak için önemli oda parametrelerini kontrol etmek ve onları sabit tutmak için bir geri besleme sistemi kullanıyor. Gaz ve partikül faz türlerinin konsantrasyonları süresiz olarak sabit kaldığı ndan, bitmesi günler gerektiren çeşitli çevrimiçi ve çevrimdışı ölçümler yapabiliriz.

Harvard Çevre Odası, üç bölümden oluşmaktadır. İlk bölüm nesillerin tohum alanları ve uçucu organik bileşikler üretim sistemidir. İkinci bölüm çevre odasının kendisi, üçüncü bölüm ise bu sistemi analiz eden araçtır.

Tohum parçacıkları nın kullanılması, Harvard Çevre Odası'ndaki reaksiyonlarda, parçacık fazı organik maddelerin kararlı bir şekilde üretilemesine olanak sağlayan kritik bir tekniktir. Biz özellikle tohum parçacıkları olarak inorganik tuzları seçin ve reaksiyonlarda organik maddeler ile kaplanmış olacak. Daha sonra organik maddeler üzerinde veri analizi yaparız ve inorganik tuzları seçtiğimiz için tohum parçacıklarının paraziti en aza indirilebilir.

Laboratuarımızda kullandığımız aletlerden biri, Aerosol Kütle Spektrometresi'nin yüksek çözünürlüklü zamanı veya kısa AMS için. Aerodyne Research tarafından mercelize edilen bir araçtır ve günümüzde hava aracı konuşlandırmaları da dahil olmak üzere hem laboratuvar hem de saha çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. AMS, refrakter olmayan parçacık kimyasal bileşiminin gerçek zamanlı ölçümlerini sağlar ve aynı zamanda uçuşun parçacık süresini ölçerek parçacık boyutu hakkında bilgi sağlayan bir modda da çalıştırılabilir.

Kütle Spektrumları'ndaki kimyasal bileşimin büyüklüğü ve bilgileri hakkındaki bilgileri birleştirerek ölçülen iyonlar için kütle iyonomer dağılımları elde edebiliriz. Onlar anahtar ölçülen çevresel parametrelerozon dahil, NO ve NO2, bağıl nem, sıcaklık, ve çanta ve oda arasındaki diferansiyel basınç. Geri bildirim sistemi ile çevre odasının fiziksel parametrelerini ayarlayın.

Diferansiyel basıncı dört Pascal veya 30 mini Torr'a ayarlayın. Ozon jeneratörü açın ve kuru havayı ultraviyole lambadan geçirerek ozon akışı oluşturun. Akış hızını dakikada 0,1 standart litreye ayarlayın.

Çantanın bağıl nemini belirlenen değerlere ayarlayın. Odanın sıcaklığını 25 artı veya eksi 0,1 santigrat dereceye ayarlayın. Alet girişlerini çevre odasına bağlayın.

Başlat düğmesini tıklatarak kendi geliştirdiği yazılımı başlatın. Geri bildirim denetimini entegre eden kendi geliştirdiği yazılımda görüntülenen gerçek zamanlı verileri denetleyin. Tüm aletleri açın ve tamamen ısınmalarını bekleyin.

Amonyum sülfat çözeltisi hazırlamak için 100 mililitrelik hacimsel camda yüksek saflıktaki suda amonyum sülfatçözün. Dakikada üç standart litre akış hızında amonyum sülfat parçacıkları üretmek için bir atomizer kullanın. Göreceli nemi %10'a düşürmek için aerosol akışını bir difüzyon diçikten geçirin ve aerosol akışını bipolar şarj cihazı ndan geçirin ve parçacıkları seçmek ve elektrik hareketliliği ile yarı monodimuzed dağılım hazırlamak için diferansiyel hareketlilik analizörü.

Bir mililitre isoprene çözeltisini çekmek için şırınga kullanın. Son çekilmeden önce şırıngayı çözeltiyle üç kez durulayın. Şırıngayı şırınga enjektöre yerleştirin.

İğne ucunu kauçuk bir contadan yuvarlak dipli bir şişeye yerleştirin. Maadanı 90 artı veya eksi 1 santigrat dereceye önceden ısıtın. Şırınga enjeksiyonunu açın ve uygun bir değere ayarlayın.

Öncülün gaz faz konsantrasyonu şırınga enjeksiyon hızını kontrol ederek farklı deney için ayarlanır. Uzun deneyler için şırıngayı gerektiği gibi yenileyin. Buharlaştırmak ve yuvarlak dipli şişeye enjekte edilen İzoprene taşımak için dakikada iki standart litre saflaştırılmış hava akışı tanıyın.

Havanın akışı, şırınganın ucundaki sessile damlacık şişeye damlamak yerine buharlaştırılabilecek kadar büyüktür. İzoprene ve UV ışığının birleşimi ikincil organik madde üretimine yol açar. Aerosol ölçüm yazılımını başlatın ve Yeni Dosya Oluştur'a tıklayarak yeni bir dosya oluşturun.

Her parametre gösterildiği gibi ayarlanır. Tamam düğmesine tıklayarak torbadan çıkan parçacıkların sayı çap dağılımlarını kaydedin. Uçuş aerosol kütle spektrometresinin yüksek çözünürlüklü zamanını kullanarak aerosol akışını ölçün.

Panelin sol alt takimindeki Kazan düğmesine basarak veri toplama yazılımını başlatın. Organik PM'nin yüksek çözünürlüklü kütle spektrumları deneylerin zaman ları boyunca kaydedilir. Toplam organik kütle konsantrasyonu da elde edilir.

Çantanın içindeki PTFE Teflon tüpünün örnekleme değerini açın. Örneklenmiş akış, uçuş kütlesi spektrometresinin proton transfer reaksiyon süresine kılavuzdur. Uçuş kütlesi spektrometresinin proton transfer reaksiyon süresinin iyon kaynağının parametre ayarları bu videoda gösterilmiştir.

Yazılımınızın üst güvertesinde açılan menü, Edinme erişerek ve sonra Başlat tuşuna basarak veri toplama başlatın. Bu yazılım aracılığıyla her iyon zaman serisini kaydedin. Gaz fazöncüleri ve aerosol tohumu parçacıkları enjeksiyonu durdurun.

Birkaç gün boyunca, sürekli torba içine dakikada 40 litre saf hava enjekte. Tüm ultraviyole ışıkları açın. Ozon konsantrasyonu milyarda 600'e ayarlayın ve sıcaklığı 40 dereceye ayarlayın.

Bu şekilde, agresif bir oksidasyon ortamı çanta ovmak için birkaç gün korunur. Aerosol kütle spektrometresinden elde edilen veriler kaydedilir ve işlenir. Deneysel koşullar 490 PPB iyoprene uv ışıkları ile açarak oksidan olarak OH radikal sağlamak için vardır.

İkincil organik maddelerin kütle konsantrasyonu deneyin başlangıcında artıyordu ve yaklaşık dört saat sonra sabit bir duruma ulaştı. Arsa, çevre odasının gazların öncülerinden SOM üretebildiğini gösteriyor. Oda içindeki gaz fazı organik bileşiklerinin evrimi PTRTOFMS kullanılarak incelenebilir.

Izopren foto oksidasyonu üzerine örnek bir deney, yaklaşık 16 PPB izoprenin sürekli olarak odaya konulduğu ile yapılmıştır. Şekil, PTRTOFMS ile ölçülen iyoprenin başlıca oksidasyon ürünlerinden biri olan C4H6O+iyonunun zaman serisini göstermektedir. Deneyin başında, odanın içinde UV ışığı yoktu.

Yaklaşık sekiz dakika, UV ışığı açık ve yükselen C4H8O + iyon net bir eğilim vardı. Yaklaşık 50 dakika sonra reaksiyon sabit bir duruma ulaşır. Laboratuvar odası çalışmaları aerosol bilimi alanında çok önemlidir ya da daha geniş anlamda atmosfer bilimleri ve bunun nedeni atmosferde meydana gelen karmaşık kimyasal ve fiziksel olayları kontrollü bir şekilde simüle etmemize ve araştırmamıza olanak sağlamasıdır.

Odalı çalışmalar, küresel bazda partikül maddenin baskın bir bileşeni olan SOA gibi ikincil organik aerosollerin oluşumu ve evrimi anlayışımızın geliştirilmesine büyük ölçüde yardımcı olmaktadır. Soa ile ilgili sorulara bakarak bu oda çalışmalarından elde edilen veriler, kimyasal mekanizmaların geliştirilmesine rehberlik etmek için kullanılmış ve modellerde SOA oluşumu ve evrimi için parametreizasyonlarda da kullanılmıştır.