Масс-спектрометрическое исследование гетерогенных процессов с участием сажи, характерной для верхней тропосферы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, кандидат физико-математических наук Луховицкая, Екатерина Евгеньевна

• Луховицкая, Екатерина Евгеньевна
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Луховицкая, Екатерина Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. САЖЕВЫЕ АЭРОЗОЛИ В ВЕРХНЕЙ ТРОПОСФЕРЕ.

1. 1 Происхождение сажевых аэрозолей верхней тропосферы.

1.2 Морфология сажевых аэрозолей.

1.3 Химический состав.

1.3.1 Лабораторная сажа.

1.3.2 Сажа из камеры сгорания реактивного двигателя самолета.

1.4 Взаимодействие азотной кислоты, оксидов азота, озона и гидроксил-радикала с лабораторными сажами.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ.3.

2.1 Исследование гетерогенных реакций в проточном реакторе.

2.1.1 Проточный реактор.

2.1.2 Масс-спектрометр с химической ионизацией.

2.1.3 Определение концентраций азотной кислоты и воды в проточном реакторе.

2.1.4 Приготовление образцов сажи и способ их введения в проточный реактор.

2.2 Исследование реакционной способности сажи с помощью ИК-спектроскопии.

2.3 Определение концентрации сульфатов на поверхности сажи методом фотометрии.

ГЛАВА 3.ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ И ЛАБОРАТОРНОЙ САЖИ.

3.1 Адсорбция азотной кислоты.

3.1.1 Аппроксимация экспериментальных данных изотермами Френдлиха.

3.1.2 Аппроксимация экспериментальных данных изотермами Ленгмюра-Френдлиха.

3.1.3 ИК-спектр сажи.

3.2 Теплота адсорбции.

3.2.1 Определение теплоты адсорбции с помощью уравнения Вант-Гоффа.

3.2.2 Определение теплоты адсорбции из изостер.

3.3 Сравнение результатов исследований взаимодействия азотной кислоты с лабораторными сажами.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ВОДЫ, СЕРНОЙ КИСЛОТЫ И ИХ СМЕСЕЙ НА АДСОРБЦИЮ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ НА САЖЕ, ХАРАКТЕРНОЙ ДЛЯ ВЕРХНЕЙ ТРОПОСФЕРЫ.

4.1 Взаимодействие азотной кислоты с лабораторной сажей в присутствии паров воды.

4.2 Взаимодействие азотной кислоты с лабораторной сажей, обработанной парами серной кислоты.

4.3 Зависимость адсорбции азотной кислоты на лабораторной саже, обработанной парами серной кислоты, от относительной влажности.

4.4 Взаимодействие азотной кислоты с сажей из реактивного двигателя.

4.5 Влияние воды на взаимодействие азотной кислоты с сажей из реактивного двигателя.

ГЛАВА 5. ЗАРЯЖЕННЫЕ САЖЕВЫЕ АЭРОЗОЛИ.

5.1 Определение константы скорости взаимодействия сажевых аэрозолей с ионами.

5.1.1 Математическая модель взаимодействия сажевых аэрозолей с ионами.

5.1.1.1 Кулоновское взаимодействие.

5.1.1.2 Поляризационное взаимодействие.

5.2 Взаимодействие сажевых аэрозолей с ионами в выхлопе самолета.

ГЛАВА 6. ПОСЛЕДСТВИЯ ЭМИССИИ САЖЕВЫХ АЭРОЗОЛЕЙ В

АТМОСФЕРУ.

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Масс-спектрометрическое исследование гетерогенных процессов с участием сажи, характерной для верхней тропосферы»

Атмосфера является сложной динамической системой, в которой протекает множество физико-химических процессов. Особый интерес в последнее время вызывают явления, наблюдающиеся в коридорах наиболее интенсивного воздушного сообщения в верхней тропосфере. В этой области замечена аномалия химического и аэрозольного составов. Аэрозоли играют ключевую роль в атмосфере из-за развитой поверхности, на которой протекают многочисленные гетерогенные процессы [1]. Они служат ядрами конденсации в облаках, оказывают существенное влияние на круговорот атмосферной воды. Радиационный баланс Земли зависит от концентрации аэрозолей в атмосфере. На них также могут адсорбироваться природные радиоактивные нуклиды. Часть аэрозолей несет на себе электрический заряд, из-за чего может изменяться электрическое поле атмосферы. Фундаментальный вопрос - состав воздушной среды, требует детального знания динамических процессов атмосферы, важной составляющей которой являются аэрозоли.

Основным источником сажевых аэрозолей в верхней тропосфере являются продукты сгорания авиационного топлива. Реактивная авиация выбрасывает в атмосферу оксиды азота, серы, сажу и ионы, поэтому представляет значительный интерес изучить их взаимодействие. Необходимо исследовать изменение газового состава верхней тропосферы под действием гетерогенных реакций с участием сажи.

Концентрация серосодержащих частиц и азотной кислоты в атмосфере, образующихся в результате химических превращений газов естественного и антропогенного происхождения, достигает значительных величин на высотах 10 км и выше. Например, концентрация азотной кислоты в верхней тропосфере ~ 109 см'3. А сернокислотные аэрозоли на этих высотах представляют собой 60 - 80 % водный раствор серной кислоты [2].

Судьба кислотных аэрозолей в атмосфере в настоящее время недостаточно изучена. Исследование гетерогенных процессов с участием этих кислот является одной из наиболее актуальных задач [3].

Сажа - продукт сгорания топлива. Ее источниками в атмосфере являются вулканы, воздушный и наземный транспорт, лесные пожары, выбросы заводов и электростанций. В зависимости от происхождения сажевые аэрозоли имеют различную структуру, химический состав, адсорбционные свойства и реакционную способность [4]. Концентрация сажевых аэрозолей в атмосфере мала по сравнению с концентрациями газовых примесей и других аэрозолей. Но локально (маршруты самолетов, вулканы, районы урбанизации, пожары,

7 1 автомагистрали) может быть в десятки раз выше, до 10 см".

Недостаток информации о физико-химических свойствах сажевых аэрозолей сдерживает развитие численных климатических моделей и надежного долгосрочного прогнозирования погоды.

Прогнозирование изменения климата основано на трех составляющих: 1) натурные эксперименты (включая метеоданные, дистанционные, воздушные, спутниковые методы зондирования атмосферы), 2) лабораторные данные об атмосферных процессах (изучение газофазных и гетерогенных реакций, состава и структуры малых примесей в атмосфере), 3) компьютерное моделирование атмосферных процессов (включая динамический, химический и метеорологический модули). В настоящее время недостаточно данных о протекающих в атмосфере гетерогенных реакциях для создания ее совершенной модели.

Поскольку гетерогенные тропосферные процессы чрезвычайно сложны и многообразны, приходится выбирать те, которые можно изучить с помощью существующих современных экспериментальных методов.

Вследствие изменчивости структуры сажи под воздействием атмосферных факторов возникают специфические требования к проведению эксперимента. Первое - это приготовление образцов для исследований близких по свойствам к саже, присутствующей в атмосфере. Эксперименты с сажей так же должны включать: изучение адсорбции газов, исследование реакционной способности по отношению к оксидам азота, озона и гидроксил-радикала. При этом чрезвычайно важно добиться воспроизводимости результатов. Для изучения этих процессов наиболее эффективным является масс-спектрометрический метод исследования в проточном реакторе.

Так как основным источником сажевых аэрозолей в верхней тропосфере является реактивная авиация, поэтому в лаборатории используются, как правило, два образца саж, получаемых при сжигании авиационного керосина в горелке (АКТ) и камере сгорания реактивного двигателя самолета на стенде {АКД). Предполагается, что данные образцы по своим физико-химическим свойствам наиболее близки сажевым аэрозолям верхней тропосферы.

Цель работы

Целью данной работы является изучение процессов взаимодействия сажи, характерной для верхней тропосферы, с водой, азотной и серной кислотами, их смесями, а также с заряженными частицами. Очевидно, что данная цель может быть достигнута при использовании методов современного химического и физического экспериментов.

Следующие конкретные задачи должны быть решены:

1) установить механизм адсорбции азотной кислоты на саже, модифицированной водой и серной кислотой;

2) провести модификацию масс-спектрометрического комплекса для исследования процессов взаимодействия азотной кислоты с сажей, выбор экспериментальных условий в проточном реакторе;

3) выбрать кинетические условия для изучения влияния воды, серной кислоты и их смесей при взаимодействии азотной кислоты с сажей, приготовить образы сажи с необходимыми параметрами, отвечающими условиям эксперимента, и реально приближенными к саже верхней тропосферы, определить концентрацию сульфатов на поверхности сажи АКД методом фотометрии;

4) применить ИК-спектроскопию и масс-спектрометрию для установления возможной корреляции данных о реакционной способности сажи при взаимодействии с азотной кислотой;

5) установить механизм передачи заряда на сажевых частицах и разработать метод расчета коэффициентов взаимодействия ионов к сажевым аэрозолям, применить метод Рунге-Кутты для расчета кинетических уравнений системы, включающих ионы, нейтральные, положительно и отрицательно заряженные сажевые частицы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и выводов.

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Луховицкая, Екатерина Евгеньевна

118 ВЫВОДЫ

1. Модифицирован масс-спектрометрический комплекс для исследования гетерогенных процессов с участием сажи, характерной для верхней тропосферы.

2. Впервые изучен процесс взаимодействия азотной кислоты с образцами саж, полученными при сжигании авиационного керосина в горелке и в камере сгорания реактивного двигателя на стенде. Установлено, что азотная кислота физически адсорбируется на саже: используя уравнение Вант-Гоффа, проведена оценка теплоты адсорбции:

Шадс = -(10.8 + 0.2 )ккал/моль

3. При исследовании влияния воды, серной кислоты и их смесей на адсорбцию азотной кислоты на сажах замечено, что с ростом относительной влажности количество адсорбирующихся молекул HNO3 растет. На поверхности сажи, полученной при сжигании авиационного керосина в горелке, не протекает химических реакций, тогда как на поверхности сажи, полученной при сжигании авиационного керосина в камере сгорания реактивного двигателя, в присутствии воды ~ 6 % адсорбирующихся молекул азотной кислоты реагируют с образованием молекул HONO и N02.

На поверхности сажи, полученной при сжигании авиационного керосина в горелке, а затем обработанной парами серной кислоты, адсорбируется меньшее количество молекул HNO3, чем на необработанной саже. При этом происходит конкурентная адсорбция серной и азотной кислот. Величина теплоты адсорбции серной кислоты выше теплоты - для азотной кислоты.

4. Проведена оценка уменьшения концентрации атмосферной азотной кислоты в верхней тропосфере и выхлопе самолета за счет адсорбции на сажевых аэрозолях. Показано, что данное взаимодействие существенно в выхлопе самолета: концентрация азотной кислоты падает на ~ 25 %. В верхней тропосфере вне маршрутов самолетов, где значение удельной поверхности сажи составляет -6-10" см /см , уменьшение концентрации HNO3 за счет адсорбции незначительно (< 1 %).

Азотная кислота накапливается на поверхности сажевых аэрозолей, следовательно, они могут быть центрами конденсации воды, что приводит к образованию дополнительной облачности.

5. Разработан метод расчета коэффициентов взаимодействия ионов с сажевыми аэрозолями, который позволяет находить значения этих коэффициентов в широком диапазоне масс ионов т, размеров частиц а и температур Т. Программа реализована на языке Delphi.

6. Получены результаты расчета для кинетических уравнений системы, состоящей из ионов, нейтральных, положительно и отрицательно заряженных сажевых частиц с учетом расширения струи самолета, ион-ионной рекомбинации и взаимодействия сажевых частиц с ионами. Определены величины концентраций ионов на выходе из камеры сгорания самолета nt < 1.2-108 слГ3, которые наилучшим образом описывают экспериментальные данные [53]. Впервые дано объяснение регистрируемой асимметрии концентраций положительных и отрицательных ионов в выхлопе самолета.

В заключении автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, доктору физико-математических наук, заведующему лабораторией кластерных и радикальных процессов ИХФ РАН Игорю Иллиодоровичу Морозову за постановку задач, постоянное внимание и помощь в работе.

Выполнение данной работы было бы невозможно без участия в ней заведующего лабораторией Аэрономии в НОАА, Болдер, шт. Колорадо, США, профессора А.Р. Равишанкары.

Автор искренне благодарен: ст.н.с. лаборатории кластерных и радикальных процессов ИХФ РАН Васильеву Е.С. за неоценимую помощь в работе и советы при обсуждении результатов; профессору, д.ф.-м.н. Старику A.M. и к.ф.-м.н. Поповичевой О.Б. за предоставленные для исследования образцы; д.х.н. Р.К. Талукдару за техническую помощь в организации экспериментов в НОАА, Болдер, шт. Колорадо, США; к.х.н. Шонии Н.К. и инженеру Митиной Н.В. за всестороннюю поддержку в работе.

Автор благодарен всем сотрудникам лаборатории кластерных и радикальных процессов ИХФ РАН за помощь в работе, теплое отношение и дружеское участие.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Луховицкая, Екатерина Евгеньевна, 2007 год

1. Лопцова Г.А., Морозов И.И. Тропосферные аэрозоли, их физико-химические свойства, происхождение и влияние на климат // Экологическая химия. - 2005. - Том 14, № 1. - С. 11-46.

2. Shen T.-L., Wooldridge P.J. and Molina, M.J. Stratospheric pollution and ozone depletion // in Composition, Chemistry, and Climate of the Atmosphere, edited by H.B. Singh. Van Nostrand New York, 1995. - P. 394-442.

3. Гетерогенная химия атмосферы / Под ред. Д.Р. Шрайера. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.-391 с.

4. Ивлев Л. С., Довгалюк Ю.А. Физика атмосферных аэрозольных систем. СПб.: НИИХ СПбГУ, 2000. - 258 с.

5. Кэйдл Р. Твердые частицы в атмосфере. М.: Прогресс, 1969. - 284 с.

6. Ивлев Л. С. Микроструктурные особенности аэрозолей вулканического происхождения // Оптика атмосферы и океана. 1996. № 9. - С. 1039-1057.

7. Непреднамеренные воздействия на климат / Под ред. М.И. Будыко. -Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 260 с.

8. Kaufmann Y.J., Tanre D. and Boucher О. A satellite view of aerosols in the climate system // Nature. 2002. - Vol. 419. - P. 215-222.

9. Передвижная обсерватория ТРОЙКА и наблюдения состава атмосферы над Россией / Под ред. Н.Ф. Еланского. Москва, 2006. - 44 с.

10. Энергия и климат: Сборник статей / Пер. с англ. под ред. Г.В. Груза, С.С. Хмелевцева. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - 303 с.

11. Детри Ж. Атмосфера должна быть чистой. М.: Прогресс, 1973.379 с.

12. Стыро В.И. Самоочищение атмосферы от радиоактивных загрязнений. JL: Гидрометеоиздат, 1968. - 288 с.

13. Ивлев JT.C. Структурные и оптические характеристики морских аэрозолей // Прикладные вопросы физики атмосферы. 1989. - С. 113-121.

14. Ивлев Л.С., Дмоховский В.И, Иванов В.А. и Соломатин В.К. Аэрозольные исследования в экспедиции "Беринг" // Тр. Гл. геофиз. Обсерв. -1975. вып. 363.-С. 37-43.

15. Кондратьев К. Я. Химия атмосферы и климат // Успехи химии. -1990. Том 59, вып. 10. С. 1587-1600.

16. Розенберг Г.В. О природе аэрозольного поглощения в коротковолновой области спектра // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1979. Том 15. № 12. - С. 1280-1291.

17. Кондратьев К.Я., Москаленко Н.И., Скворцова С.Я., Федоров Ю.И., Якупова Ф.С. и Гусев С.В. Моделирование оптических характеристик сажевого аэрозоля // Докл. АН СССР. 1987. Том 296. - С. 314-317.

18. Козлов B.C., Панченко М.В. и Тумаков А.Г. О влиянии режима сжигания углеводородных топлив на оптические свойства дымовых аэрозолей // Оптика атмосферы и океана. 1993. Том 6. № 10. - С. 1278-1288.

19. Питток Б., Акермен Г., Крутцен П., Мак-Кракен М., Шапиро Ч. и Турко Р. Последствия ядерной войны: Физические и атмосферные эффекты /

20. Пер. с англ. под ред. Дородницына А.А. и Стенчикова Г.Л. М.: Мир, 1988. -75 с.

21. Иелев Л. О. Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. -Л.: Изд-во ЛГУ, 1982.-366 с.

22. Брасъе Г., Соломон С. Аэрономия средней атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.-413 с.

23. Seinfeld J.H., Pandis S.N. Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. -N.Y.: Wiley, 1998. 26 p.

24. Гершензон Ю.М., Пурмалъ А.П. Гетерогенные процессы в земной атмосфере и их экологические последствия // Успехи химии. 1990. - Т. 59. Вып. 11.-С. 1729-1756

25. Solomon Р.А., Fall Т., Salmon L., Cass G.R., Gray H.A. and Davidson A. Chemocal characteristics of РМю aerosols collected in the Los Angeles area // J.Air Pollut. Control Assoc. 1989. - Vol. 39. - P. 154- 163.

26. Чертков Я.Б., Большаков Г.Ф. u Гулин Е.И. Топлива для реактивных двигателей. Л.: Недра, 1964. - 225 с.

27. Zook Cynthina Т. Aviation gasoline issues and answers // SAE Techn. Pap. 1983.-№830705.-P. 8.

28. Чертков Я.Б. Моторные топлива. Новосибирск: Наука, 1987. - 208с.

29. Wiesen P., Kleffmann J. and Kurtenbach R. Emission of atmospheric pollutants from aero engines. Global atmospheric change and its impact on regional air quality // Edited by Barnes I. Kluwer Academic Publishers. 2002. - P. 59-64.

30. Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г. u Мизити А. Введение в экологическую химию. М.: Высшая школа, 1994. - 400 с.

31. Seinfeld J.H. Clouds, contrails and climate // Nature. -1998. Vol. 391. -P. 837-838.

32. Boucher O. Air traffic may increase cirrus cloudiness // Nature. Vol. 397.-P. 30-31.

33. DeMott P.J., Rogers D.C. and Kreidenweis S.M. The susceptibility of ice formation in upper tropospheric clouds to insoluble aerosol components // J. Geophys. Res. 1997. - Vol. 102. - P. 19575-19584.

34. Arnold F., Stilp Т., Busen R. and Schumann U. Jet engine exhaust chemiion measurements: Implications for gaseous SO3 and H2S04 // Atmos. Environ. Vol. 32 (18). - P. 3073-3077.

35. Chen Y., Kreidenweis S.M., Mclnnes L.M., Rogers D.C. and DeMott P.J. Single particles analyses of ice nucleating aerosols in the upper troposphere and lower stratosphere // Geophys. Res. Lett. 1998. - Vol. 25 (9). - P. 1391-1394.

36. Brown R.C., Miake-Lye R.C., Anderson M.R., Kolb C.E. and Resch T.J. Aerosol dynamics in near-field aircraft plumes // J. Geophys. Res.-Atmos. 1996. -Vol. 101 (D17).-P. 22939-22953.

37. Karcher B. Aircraft-generated aerosols and visible contrails // Geophys. Res. Lett. 1996. - Vol. 23 (15). - P. 1933-1936.

38. Petzold A., Strom J., Ohlsson S. and Schroder F.P. Elemental composition and morphology of ice-crystal residual particles in cirrus clouds and contrails // Atmos. Research. 1998. - Vol. 49. - P. 21-34.

39. Karcher В., Peter Th., Biermann U.M. and Schumann U. The initial composition of jet condensation trails // J. Atmos. Science. 1996. - Vol. 53. - P. 3066-3075.

40. Fangqun Y, Turco R.P. and Karcher B. The possible role of organics in the formation and evolution of ultrafine aircraft particles // J. Geophys. Res. 1996. - Vol. 104 (D4). - P. 4079-4087.

41. Sheridan P.J., Brock С. A. and Wilson J.C. Aerosol particles in the upper troposphere and lower stratosphere: Elemental composition and morphology of individual particles in northern midlatitude // Geophys. Res. Lett. 1994. - Vol. 21. -P. 2587-2590.

42. Hagen D.E., Podzimek J., Heymsfield A.J., Trueblood M.B. and Lutrus C.K. Potential role of nuclei in cloud element formation at high altitude // Atmos. Res.-1994. Vol. 31.-P. 123-135.

43. Heintzenberg J., Okada K. and Strom J. On the composition of nonvolatile material in upper tropospheric aerosols and cirrus crystals // Atmos. Res. 1996. -Vol. 41.-P. 81-88.

44. Chatfield R.B. Anomalous HN03/N0X ratio of remote tropospheric air: Conversion of nitric acid to formic acid and NOx? // Geophys. Res. Lett. 1994. -Vol.21 (24).-P. 2705-2708.

45. Rahmes T.F., Omar A.H. and Wuebbles D.J. Atmospheric distributions of soot particles by current and future aircraft fleets and resulting radiative forcing on climate // J. Geophys. Res. Atmos. - 1998. - Vol. 103 (D24). - P. 31657-31667.

46. Михайлов Е.Ф., Власенко C.C., Киселев А.А. и Рышкевич Т.И. Факторы структурной изменчивости частиц сажи // Известия АН. Физика атмосферы и океана. 1998. - Том 34 (3). - С. 345-356.

47. Popovicheva О.В., Persiantseva N.M., Loukhovitskaya Е.Е., Shonija N.K., Zubareva N.A., Demirdjian В., Ferry D. and Suzanne J. Aircraft engine soot as contrail nuclei // Geophys. Res. Lett. 2004. - Vol. 31 (11). - LI 1104.

48. Petzold A. and Schroder F.P. Jet engine exhaust aerosol characterization // Aerosol Sci. Technol. 1998. - Vol. 28 - P. 62-76.

49. Маритенко Н.И., Чертков Я.Б. и Пискунов В.А. Нагарообразование в воздушно-реактивных двигателях // Химия и технология топлив и масел. -1964. Том 1.-С. 51-55.

50. Munoz MS.S. and Rossi M.J. Heterogeneous reactions of HN03 with flame soot generated under different combustion conditions. Reaction mechanism and kinetics // Phys. Chem. Chem. Phys. 2002. - Vol. 4 (20) - P. 5110- 5118.

51. Maria S.F., Russell L.M., Turpin B.J. and Porcja R.J. FTIR measurements of funcional groups and organic mass in aerosol samples over the Caribbean // Atmospheric Environment. 2002. - Vol. 36.-P. 5185-5196.

52. Penner J., Lister D.H., Griggs D.J., Dokken D.J. and McFarland M. Aviation and the global atmosphere: a special report of IPCC working groups I and III // Cambridge University Press, ISBN 0-521-66404-79. 1999.

53. Irie #., Kondo Y/. Koike M., Takegawa N., Tabazadeh A., Reeves J.M., Sachse G. W., Vay S.A., Anderson B.E. and Mahoney M.J. Liquid ternary aerosols of HNO3/H2SO4/H2O in the Arctic tropopause region // Geophys. Res. Lett. 2004. -Vol.31.-L01105.

54. German Aerospace Center), Oberpfaffenhofen and Cologne, Germany. P. 323328.

55. Ravishankara A.R. and Longfellow C.A. Reactions on tropospheric condensed matter: plenary lecture // Phys. Chem. Chem. Phys. 1999. Vol. 1. - P. 5433-5441.

56. Hanson D.R. and Lovejoy E.R. Heterogeneous reactions in liquid sulfuric acid: HOCI + HC1 as model system // J. Phys. Chem. 1996. - Vol. 100. - P. 63976405.

57. Keyser L.F., Moore S.B. and Leu M.T. Surface reaction and pore diffusion in flow-tube reactors // J. Phys. Chem. 1991. - Vol. 95. - P. 5496-5502.

58. Kirchner U., Scheer V. and Vogt R. FTIR spectroscopic investigation of the mechanism and kinetics of the heterogeneous reactions of N02 and HN03 with soot//J. Phys. Chem. A.-2000. Vol. 104 (39)-P. 8908-8915.

59. Wolfrum J., Volpp H.-R., Rannacher R. And Wamatz J. Gas Phase Chemical Reaction Systems: Experiments and Models 100 Years After Max Bodenstein. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1996. - 346 p.

60. Lary D.J., Lee A.M., ToumiR., Newchurch M.J., Pirre M. andRenard J.B. Carbon aerosols and atmospheric photochemistry // J. Geophys. Res. 1997. - Vol. 102.-P. 3671-3682.

61. Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т. и JIucc П. Введение в химию окружающей среды. М.: Мир, 1999. - 272 с.

62. Akhter M.S., Chugtai A.R. and Smith D.M. The structure of hexane soot I: Spectroscopic studies // Appl. Spectrosc. 1985. - Vol. 39. - P. 143-153.

63. Chugtai A.R, Gordon S.A. and Smith D.M. Kinetics of the hexane soot reaction with N02/N204 at low concentration // Carbon. 1994. - Vol. 32. - P. 405416.

64. Tabor K., Gutzwiller L. and Rossi M.J. Heterogeneous chemical kinetics of NO2 on amorphous carbon at ambient temperature // J. Phys. Chem. 1994. -Vol. 98.-P. 6172-6186.

65. Rogaski C.A., Golden DM. and Williams L.R. Reactive uptake and hydration experiments on amorphous carbon treated with N02, S02, 03, HN03, and H2S04II Geophys. Res. Lett. 1997. - Vol. 24 - № 4 - P. 381-384.

66. Harrison R.M., Peak J.D. and Collins G.M. Tropospheric cycle of nitrous acid//J. Geophys. Res.-1996.-Vol. 101.-P. 14429-14439.

67. Calcert J.G., Yarwood G. and Dunker A.M. An evaluation of the mechanism of nitrous acid formation in the urban atmosphere // Res. Chem. Intermed. 1994. - Vol. 20. - P. 463-502.

68. Longfellow C.A., Ravishankara A.R. and Hanson D.R. Reactive uptake on hydrocarbon soot: Focus on N02 // J. Geophys. Res. 1999. - Vol. 104 (D11) - P. 13833-13840.

69. Gerecke A., Thielmann A., Gutzwiller L. and Rossi M.J. The chemical kinetics of HONO formation resulting from heterogeneous interaction of NO2 with flame soot // Geophys. Res. Lett 1998. - Vol. 25. - P. 2453-2456.

70. Starik A.M., Savel'ev A.M., Titova N.S. and Schumann U. Modeling of sulfur gases and chemiions in aircraft engines // Aerosp. Sci. Technol. 2002. -Vol. 6-P. 63-81.

71. Aubin D.G. and Abbatt J.P. Adsorption of gas-phase nitric acid to n-hexane soot: thermodynamics and mechanism // J. Phys. Chem. A. 2003. - Vol. 107-P. 11030-11037.

72. Longfellow C.A., Ravishankara A.R. and Hanson D.R. Reactive and nonreactive uptake on hydrocarbon soot: HNO3, O3 and N2Os II J. Geophys. Res. -2000. Vol. 105 (D19) - P. 24345-24350.

73. Bedjanian Y., Lelievre S. and Le Bras G. Experimental study of the interaction of HO2 radicals with soot surface // Phys. Chem. Chem. Phys. 2005. Vol. 7.-P. 334-341.

74. Bekki S. On the possible role of aircraft-generated soot in the middle latitude ozone depletion//J. Geophys. Res. 1997. - Vol. 102. - P. 10751-10758.

75. Fahey D. W, Keim E.R., Woodbridge E.L., Gao R.S., Boering K.A., Daube

76. Gao R.S., Karcher В., Keim E.R. and Fahey D.W. Constraining the heterogeneous loss of O3 on soot particles with observations in jet engine exhaust plumes // Geophys. Res. Lett. 1998. - Vol. 25 (17). - P. 3323-3326.

77. O'Donnell S., WengerJ., Sidebottom H., Mellouki W., Le Calve S. and Le Bras G. A kinetic study of the reactions of OH radicals with esters and alkoxy esters // Proceedings of EUROTRAC 2 Symposium '98. WITpress, Southampton. -1999.-P. 124-126.

78. Chadwick P., Treacy J. and Sidebottom H. Kinetic studies on the reaction of OH radicals with aromatic compounds // Proceedings of EUROTRAC 2 Symposium '98. WITpress, Southampton. 1999. - P. 133-137.

79. Гершензон Ю.М., Звенигородский С.Г. и Розенштейн В.Б. Химия радикалов ОН и НО2 в земной атмосфере // Успехи химии. 1990. - Том 59.1. C.1601-1626.

80. Brown R.L. Tubular flow reactors with first-order kinetics // J. Res. Natl. Bur. Stand. 1978. - Vol. 83. - P. 1-8.

81. Rudich Y., Talukdar R.K., Imamura Т., Fox R.W., Ravishankara A.R. Uptake of N03 on KI solution: rate coefficient for the NO3 + Г reaction and gas-phase diffusion coefficients for N03 // Chem. Phys. Let. 1996. - Vol. 261. - P. 467-473.

82. Hanson D.R., Burkholder J.B., Howard C.J. and Ravishankara A.R. Measurement of OH and HO2 radical uptake coefficients on water and sulfuric-acid surface I I J. Phys. Chem. 1992. - Vol. 96 - № 12 - P. 4979-4985.

83. Эмануэль H.M., Кнорре Д. Г. Курс химической кинетики. М.: Высшая школа, 1962. - 414 с.

84. Talukdar R.K., Gierczak Т., McCahe D.C. and Ravishankara A.R. Reaction of hydroxyl radical with acetone. 2. Products and reaction mechanism // J. Phys. Chem. A 2003. - Vol. 107 - № 25 - P. 5021-5032.

85. Huey L.G., Hanson D.R. and Howard C.J. Reactions of SF^ and Г with atmospheric trace gases // J. Phys. Chem. 1995. - Vol. 99 - P. 5001-5008.

86. Longfellow C.A., Imamura Т., Ravishankara A.R. and Hanson D.R. HONO solubility and heterogeneous reactivity // J. Phys. Chem. A. 1998. - Vol. 102 - P. 3323-3332.

87. Handbook of chemistry and physics, 78th edition / Editor-in-Chief D.R. Lide / N.Y.- CRC Press, 1997-1998. 2460 p.

88. Burkholder J.B., Talukdar R.K., Ravishankara A.R. and Solomon S. Temperature dependence of the HNO3 UV absorption cross-sections // J. Geophys. Res. - Atmos. - 1993. - Vol. 98 (D12) - P. 22937-22948.

89. Киселев A.B., Лыгин В.И. Инфракрасные спектры поверхностных соединений и адсорбированных веществ. М.: Наука, 1972. - 459 с.

90. Методические указания по турбодиметрическому определению серы в растениях. М.: ЦИНАО, 1986. С. 9.

91. Де Бур Я. Динамический характер адсорбции. М.: Издательство Иностранной Литературы, 1962. - 290 с.

92. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979. - 568с.

93. Abbatt J.P.D. Interaction of HNOj with water-ice surfaces at temperatures of the free troposphere // Geophys. Res. Lett. 1997. - Vol. 24 - P. 1479-1482.

94. Muenter A.H. and Koehler B.G. Adsorption of ammonia on soot at low temperatures // J. Phys. Chem. 2000. - Vol. 104 - P. 8527-8534.

95. Koehler B.G., Nicholson V.T., Roe H.G. and Whitney E.S. A Fourier transform infrared study of the adsorption of S02 on n-hexane soot from -130 degrees to -40 degrees С // J. Geophys. Res. 1999. - Vol. 104 - P. 5507-5514.

96. Jaroniec M.R. Physical adsorption of heterogeneous solids. -Amsterdam: Elsevier, 1998.

97. Прикладная инфракрасная спектроскопия. Под ред. Д. Кендалла. Пер. с англ. под ред. Ю.А. Пентина. М.: Мир, 1970. С. 376.

98. Talukdar R.K., Loukhovitskaya Е.Е., Popovicheva О.В. and Ravishankara A.R. Uptake of HNO3 on hexane and aviation kerosene soots // J. Phys. Chem. A. -2006. Vol. 110 - P. 9643-9653.

99. Брунауэр С. Адсорбция газов и паров. М.: Издатинлит, 1948. - 783с.

100. Kleffmann J. and Wiesen P. Heterogeneous conversion of NO2 and NO on HNO3 treated soot surfaces: atmospheric implications // Atmosph. Chem. and Phys. -2005. Vol. 5 - P. 77-83.

101. Saathoff #., Naumann K.H., Riemer N., Kamm S., Mohler O., Schurath U., Vogel H. and Vogel B. The loss ofM92, HN03, N03lN205, and H02IH00N02 on soot aerosol: A chamber and modeling study // Geophys. Res. Lett. 2001. - Vol. 28-№ 10-P. 1957-1960.

102. Choi W. and Leu M.T. Nitric acid uptake and decomposition on black carbon (soot) surfaces: Its implications for the upper troposphere and lower stratosphere // J. Phys. Chem. A. -1998. Vol. 102 (39) - P. 7618-7630.

103. Prince A.P., Wade J.L., Grassian V.H., Kleiber P.D. and Young M.A. Heterogeneous reactions of soot aerosols with nitrogen dioxide and nitric acid: atmospheric chamber and Knudsen cell studies // Atmospheric Environment 2002. -Vol. 36-P. 5729-5740.

104. Disselkamp R.S., Carpenter M.A. and Cowin J.P. A chamber investigation of nitric acid-soot aerosol chemistry at 298 К // J. Atmosph. Chem. -2000. Vol. 37 (2) - P. 113- 123.

105. Schwartz D., Gadiou R., Brilhac J.-F., Prado G. and Martinez G. A kinetic study of the decomposition of spent sulfuric acids at high temperature // Ind. Eng. Chem. Res. 2000. - Vol. 39 - P. 2183-2189.

106. Yu F.Q. and Turco R.P. The role of ions in the formation and evolution of particles in aircraft plumes // Geophys. Res. Lett. 1997. - Vol. 24 (15) - P. 1927-1930.

107. Karcher В., Yu F.Q., Schroder F.P. and Turco R.P. Ultrafine aerosol particles in aircraft plumes: Analysis of growth mechanisms // Geophys. Res. Lett. -1998. Vol. 25 (15) - P. 2793-2796.

108. Ohta S., Hori M., Murao H., Yamagata S. and Gast К. II J. Global Environ. Eng. 1996. - Vol. 5 - P. 67-78.

109. Popovicheva O.B., Persiantseva N.M., Starik A.M. and Loukhovitskaya E.E. Ion-soot interaction: a possible mechanism of ion removal in aircraft plume // J. Environ. Monit. 2003. - Vol. 5 - P. 265-268.

110. Hoppel W.A. Electrical processes atmospheres. Ed. Dolezalek H. and Reiter R., Dietrich Stemkoff Verlag, Darmstadt, 1977, pp. 60-69.

111. Beig G. and Brasseur G.P. Model of tropospheric ion composition: A first attempt I I J. Geophys. Res.-Atmos. 2000. - Vol. 105 (D18) - P. 2267122684.

112. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969.824 с.

113. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978. - 512 с.

114. Wohlform К.Н., Eichkorn S., Arnold F. and Schulte P. Massive positive and negative ions in the wake of a jet aircraft: Detection by a novel aircraft-based large ion mass spectrometer (LIOMAS) // Geophys. Res. Lett. 2000. - Vol. 27 (23).-P. 3853-3856.

115. ГореликД.О. и Конопелъко JI.А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов, аэро-аналитические измерения. М.: Издательство стандартов, 1992. - 432 с.

116. Minnis P., Ayers J.К. and Weaver S.P. Surface-based observations of contrail occurrence frequency over the US, April 1993 April 1994 // NASA reference publication 1404, National Aeronautics and Space Administration, Hampton, VA, USA, 1997. - 79 p.

117. Sassen K. Contrail-cirrus and their potential for regional climate change // Bulletin of the American Meteorological Society. 1997. - Vol. 78. - P. 18851903.

118. DeMott P. J., Chen K, Kreidenweis S.M., Rogers D.C. and Sherman D.E. Ice formation by black carbon particles // Geophys. Res. Lett. 1999. - Vol. 26. - P. 2429-2432.

119. Gleistmann G. and Zellner R. A modeling study of the formation of cloud condensation nuclei in the jet regime of aircraft plumes // J. Geophys. Res.-Atmos. -1998.-Vol. 103.-P. 19543-19555.