JP2761070B2 - スモッグ監視器及び監視方法 - Google Patents

スモッグ監視器及び監視方法

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JP2761070B2 JP1509166A JP50916689A JP2761070B2 JP 2761070 B2 JP2761070 B2 JP 2761070B2 JP 1509166 A JP1509166 A JP 1509166A JP 50916689 A JP50916689 A JP 50916689A JP 2761070 B2 JP2761070 B2 JP 2761070B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、空気中のスモッグの形成を分析するため
の、特に: (a)空気中のスモッグ形成の速度係数; (b)選択された温度および照明の条件下における空気
中のスモッグ形成の速度; (c)選択された温度および照明の条件下における空気
中の最大スモッグ形成に要する時間; (d)空気中のスモッグ形成が生じた時間; (e)空気中に存在する反応性有機化合物(ROC)の源
泉の位置; (f)空気中に所定量のスモッグを発生するのに要する
時間; (g)空気中のスモッグの濃度; (h)空気中にける事前のスモッグ形成の量; (i)空気中における最大可能なスモッグ形成; (j)空気中におけるスモッグ形成の現在の程度; (k)空気中のオゾン濃度; (l)空気中の一酸化窒素、NOyおよび/またはオゾン
濃度; (m)空気中の反応性有機化合物(ROC)濃度;および
/または (n)空気中に予め導入されたROCの全濃度 を決定するための方法およびシステムに関するものであ
る。
本発明の方法およびシステムからは、次のパラメータ
も決定することができる:空気中に予め導入された一酸
化窒素の全濃度、空気中に予め導入されたNOxおよびNOy
の全濃度、空気中に予め導入されたNOxのNO/NOx濃度
比、空気中に予め導入された全ROCおよびNOxのROC/NOx
濃度比、並びに空気中へのROCの事前導入の平均時間。
背景技術 一般に、空気中で0.1ppmもしくはそれ以上の程度のオ
ゾン濃度を特徴とする光化学スモッグは、特に高レベル
の日光を有する多くの都市領域にて空気の品質問題とな
る。
光化学スモッグ形成は3種の順次の期間を経過する:
(1)NOからNO2への酸化、(2)O3の生成、および
(3)O3がその最大量またはその近くに維持される最終
期間。各期間中に生ずる化学過程は緊密に関連して、種
々の競合反応と連続化学反応との間の相互作用がスモッ
グ形成の分析を困難にする。さらに大気は動的流動の状
態にありかつ分散因子も変化するので、放出が変化する
と共に気候条件(たとえば日光、降雨および温度)も変
化する。大気中にて、反応体はしばしば最終期間の前に
分散されるので、スモッグ形成は常に完結するに至らな
い。
上記困難性の結果、現在では従来の相当な研究努力に
も拘らず大気中におけるスモッグ形成の信頼しうる尺度
を与えうるシステムおよび方法につきニーズが存在す
る。
スモッグ濃度の一般に用いられる尺度、すなわちオゾ
ン濃度は、スモッグ形成の量を極く部分的にしか示さな
い。この問題は、オゾンの他に多くの化学物質がスモッ
グ形成反応の生成物になると共にオゾンが安定な化合物
でなく、特に一酸化窒素との反応により容易に消費され
るために生ずる。したがって、空気中にて任意の時点で
観察されるオゾンの濃度は、空気中への事前の一酸化窒
素の放出量に依存する。
したがって、空気中における光化学スモッグ形成の量
を測定するための確固な方法、および試験されている空
気の光化学反応性能力を再現性をもって正確に推定する
実験室規模のスモッグ室を開発することに、多くの努力
が本発明により向けられている。しかしながら従来技術
のスモッグ室は、多くの因子(たとえばチャンバ壁部お
よびそれとの表面反応の性質、チャンバ内の隠影領域、
混合速度、脱ガス、チャンバ予備処理、チャンバ付着
物、反応体中の不純物、不均一温度など、並びに反応の
程度に依存するスモッグ反応速度)からの種々異なる原
因に基づくと思われる再現性のない不正確な結果をもた
らす傾向を有することが判明した。
さらに、反応性有機化合物(ROC)/空気混合物から
スモッグ形成を予測する方法についてもニーズがある。
この種の方法を用いて、溶剤および燃料をスクリーニン
グすると共に炭化水素廃棄物の光反応性を評価すること
もできるであろう。
反応性有機化合物(ROC)/一酸化窒素/空気混合物
からの光化学スモッグ形成は次のように生ずる: 大気中のスモッグ形成に必須である必須反応体(RO
C)を測定するための現在の方法は、充分には鋭敏でな
く、極めて面倒かつ労力を要し、或いは一緒にROCを含
む個々の有機物質の種々異なるスモッグ形成反応を考慮
しないため不充分である。しばしば個々のROC物質の大
気濃度は、著量の光化学スモッグを発生するには充分で
あるが、現在入手しうるセンサによって検出するには低
過ぎる。火炎イオン化もしくは光イオン化検出器を用い
る高分解能ガスクロマトグラフィーによりROCにつき空
気を分析しうるが、これら技術は面倒な試料予備濃縮過
程を必要とし、労力を要し、さらに存在するサブ群の光
化学活性物質についてしかデータを与えない。
さらに、ROC混合物における各成分の濃度を知って
も、空気の光化学反応性を定量的に推定することができ
ない。何故なら、多くの個々のROC物質およびその反応
生成物の役割はスモッグ形成の化学において不明確であ
るからである。しばしばROC分析につき採用される手段
は、メタンが溶出された後にクロマトグラフカラムから
逆洗された単一ピークとして、或いは空気とROC物質が
洗浄除去されるがメタン除去されてない空気とからの信
号差として非メタン炭化水素の全濃度を測定することで
ある。
或る目的には、この配置は充分な感度を与えるが、こ
の方法は測定濃度に誤差を生ずる。何故なら、各種の個
々のROC物質に対する検出器の種々異なる感度を考慮し
えないからである。
換言すれば、典型的には、これら技術は空気中におけ
る全ROCの反応性の尺度を与えない。何故なら、これら
はそのROC組成を与えないからである。このことは、大
気中にて250種もしくはそれ以上のROC物質が同定されて
おり、そのうち主たる60種以上の物質が存在してスモッ
グ形成の速度が存在するROC物質の性質および相対比率
によって著しく影響されうるため重要である。
光化学スモッグ形成は、複数の反応体物質が同時に消
費されて広範な種類の化学生成物質を与える複雑な過程
である。これら多くの反応体および生成物の濃度を測定
することが可能であり、この種の測定は従来たとえば光
化学スモッグ発生程度の尺度として種々の方法に用いら
れていた。たとえば、反応の程度を評価すべく使用され
ていた幾つかの尺度は次の通りである:オゾン濃度;硝
酸ペルオキシアセチル濃度;二酸化窒素濃度;最大オゾ
ン濃度に達する時間;NOとNO2との濃度が等しくなるのに
要する時間;一定時間および強度の照明の後に得られる
オゾン濃度;NO濃度がその初期値の半分に達する時間。
しかしながら、この種のデータは反応の進行に関する限
られた情報しか与えず、スモッグ形成反応の全体的速度
および程度として解釈するには複雑かつ困難である。さ
らに、これら個々の反応体および生成物が消費されかつ
生成される速度は、スモッグ形成が進行するにつれて変
化する。
発明の目的 本発明の目的は、空気中のスモッグの形成を分析する
ための、特に: (a)空気中のスモッグ形成の速度係数; (b)選択された温度および照明の条件下における空気
中のスモッグ形成の速度; (c)選択された温度および照明の条件下における空気
中の最大スモッグ形成に要する時間; (d)空気中のスモッグ形成が生じた時間; (e)空気中に存在する反応性有機化合物(ROC)の源
泉の位置; (f)空気中に所定量のスモッグを生成するのに要する
時間; (g)空気中のスモッグの濃度; (h)空気中における事前のスモッグ形成の量; (i)空気中における最大可能なスモッグ形成; (j)空気中におけるスモッグ形成の現在の程度; (k)空気中のオゾン濃度; (l)空気中の一酸化窒素、NOyおよび/またはオゾン
濃度; (m)空気のROC濃度;および/または (n)空気中への事前のROC放出の全濃度 を決定するための方法およびシステムを提供することに
ある。
発明の開示 空気中で形成されたスモッグの量および空気中のスモ
ッグ濃度を単一物質(すなわち一酸化窒素)の消費、特
にNOの酸化により決定しうることを本発明者は突き止め
た。スモッグ形成をもたらす重要な過程は、種々のスモ
ッグ形成反応による酸素分子の解離である。本発明者
は、このように解離された各酸素分子につきほぼ当量の
一酸化窒素が消費されると考えうることを突き止めた。
このように消費された一酸化窒素の全量の測定は、生
成されたスモッグの量に関する定量的尺度を与える。ス
モッグ形成の速度は、過剰の一酸化窒素の存在下におけ
る一酸化窒素の消費(すなわち酸素解離)により示され
るように、選択された照明および温度の条件下にて選択
期間にわたり生成されたスモッグの量により決定するこ
とができる。或いはスモッグ形成速度の測定につき、選
択された反応期間にわたり消費された一酸化窒素の全量
は、一酸化窒素の全消費をオゾン濃度における増加とし
て測定する選択期間に先立つ空気への過剰オゾンの添加
により決定することができ、この選択条件下では消費さ
れた一酸化窒素と生成したオゾンとの間に当量関係が存
在する。種々のパラメータを決定すべく使用される技術
の簡単な要約を以下に示す: 1A.空気中で形成されるスモッグの量の決定 これは、先ず最初に空気をサンプリングし、第2に過
剰に存在するようNOを添加し、第3に空気中に存在した
一酸化窒素の全量(すなわちサンプリング前の空気中へ
のNO放出プラス分析の間に添加されたNO)と、添加NOが
空気中に存在するであろうオゾンと反応して消費された
後に存在する残留NOの濃度との間の差を測定して達成す
ることができる。
1B.空気中のスモッグ濃度の決定 空気中のスモッグの濃度は、過剰の一酸化窒素を空気
に添加すると共に、存在するほぼ全部のオゾンと反応し
た後にスモッグの濃度を混合物中の酸化された窒素物質
(すなわちNO、NO2、硝酸ペルオキシアセチル、気体硝
酸など)の全濃度と混合物の一酸化窒素濃度との間の差
として測定することにより決定される。
一酸化窒素添加の第2の作用は、オゾンを除去するこ
とにより暗所中で空気を安定化させて装置内での硝酸の
生成を最小化させることである。これは、硝酸が表面上
に容易に吸収されて装置内で検出器にて測定される前に
気相から喪失しうるため有利である。
2A.スモッグ形成に関する速度係数の決定 スモッグ形成に関する速度係数は、過剰NOを含有する
空気を温度および照明の制御条件下で光化学反応にかけ
ると共に過剰の一酸化窒素が消費される速度を測定する
ことにより決定される。空気に対する過剰の一酸化窒素
の添加に関する第2の作用は、過剰の一酸化窒素が存在
するれば一酸化窒素の消費速度がスモッグ形成の程度と
は良好に近似して独立することである。過剰の一酸化窒
素の添加は、スモッグ形成の測定速度を空気における初
期の一酸化窒素濃度とは独立させる。
過剰一酸化窒素の他の作用は、システム中のオゾン濃
度を最小化させて、たとえばシステムの非照明部分にお
ける硝酸の形成のようなオゾン誘発の副反応を最小化さ
せることである。
2B.空気中におけるスモッグ形成の速度係数の決定 空気中におけるスモッグ形成の速度係数は、過剰オゾ
ンを含有する空気を温度および照明の制御条件下に光化
学反応にかけると共に追加量のオゾンが生成する速度を
測定することにより決定される。過剰オゾンの存在化
に、一酸化窒素はスモッグ形成反応により消費されて二
酸化窒素を生成する。二酸化窒素は、光化学反応を受け
てオゾンを生成すると共に一酸化窒素を再生する。かく
して、低い定常状態の一酸化窒素濃度が維持される。こ
れら条件下で生成するオゾンの正味量はスモッグ形成に
より消費された一酸化窒素の量の尺度となり、したがっ
てスモッグ形成により消費された酸素分子の量の尺度と
なる。
3.空気中における最大可能なスモッグ形成の程度の予測 空気中における最大可能なスモッグ形成の程度の予測
は、スモッグ形成の速度係数とスモッグ濃度と空気の全
酸化窒素濃度(NOy)とを決定し、かつここに説明する
ように演算式を適用して確認することができる。
4.選択条件下での空気中におけるスモッグ形成の速度お
よび程度の予測 広範囲の選択大気条件にかけた際のサンプリングされ
た空気に適用するスモッグ形成の速度および程度の予測
は、上記で決定された空気の諸性質およびここに説明す
る演算式の適用によって確認することができる。
5.選択条件下における空気中の選択量のスモッグの形成
に要する時間の決定 広範囲の選択条件下で空気中における選択量のスモッ
グ形成に要する時間の決定は、上記決定された空気の諸
性質およびここに説明する演算式の適用により確認する
ことができる。
6.空気のROC濃度の決定 ROC濃度は、過剰NOを含有する空気を温度および照明
の制御条件下に選択期間にわたり光化学反応にかけると
共に消費された過剰一酸化窒素の濃度を測定することに
より決定される。一酸化窒素消費は空気のROC濃度に比
例し、したがって空気のROC濃度の尺度となる。空気に
対し過剰の一酸化窒素を添加する第2の作用は、過剰の
一酸化窒素が存在すれば一酸化窒素の消費が良好に近似
してROCを含む事前の光化学反応の程度とは独立するこ
とである。過剰の一酸化窒素の添加は、スモッグ形成を
空気における初期の一酸化窒素濃度とは独立させる。
過剰の一酸化窒素の他の作用は、システム中のオゾン
濃度を最小化させて、たとえばシステムの非照射部分に
おける硝酸の形成のようなオゾン誘発の副反応を最小化
させることである。さらに、オゾンは暗所中にてアルケ
ンとの望ましくない反応を受けることがある。
本発明の第1実施態様によれば、空気中におけるスモ
ッグ形成の速度係数の決定方法が提供され、この方法
は: (a)過剰の一酸化窒素を空気に添加して過剰一酸化窒
素/空気混合物を生成させ; (b)この混合物を第1選択時間にわたり反応させて、
混合物中の過剰の一酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオ
ゾンと反応させ; (c)第1選択期間の後に混合物における一酸化窒素の
第1濃度を決定し; (d)上記(a)の混合物または第1選択期間後の混合
物を基準の温度および照明の条件下で第2選択期間にわ
たり照明し; (e)照明後の混合物を第3選択期間にわたり反応させ
て、混合物中過剰の一酸化窒素を混合物中に存在する全
オゾンと反応させ; (f)第3選択期間の後の混合物における一酸化窒素の
第2濃度を決定し、 (g)第1および第2一酸化窒素濃度と、基準温度およ
び照明条件と、第2選択期間の持続時間とからスモッグ
形成の速度係数を決定することからなっている。
本発明の第2実施態様によれば、空気中におけるスモ
ッグ形成の速度係数の決定方法が提供され、この方法
は: (a)過剰のオゾンを空気に添加して過剰オゾン/空気
の混合物を生成させ; (b)この混合物を第1選択期間にわたり反応させて、
混合物中の過剰オゾンを混合物中のほぼ全部の一酸化窒
素と反応させ; (c)第1選択期間の後に混合物における第1オゾン濃
度を決定し; (d)上記(a)の混合物または第1選択期間後の混合
物を、基準の温度および照明の条件下で第2選択期間に
わたり照明し; (e)照明後の混合物を第3選択期間にわたり反応させ
て、混合物中の過剰のオゾンを混合物中に存在する全一
酸化窒素と反応させ; (f)第3選択期間後における混合物の第2オゾン濃度
を決定し、 (g)第1および第2オゾン濃度と、基準温度および照
明条件と、第2選択期間の持続時間とから速度係数を決
定することからなっている。
必要に応じ、第2実施態様の方法は、(a)(i)の
工程、すなわち上記工程(b)に先立ち所定量の窒素酸
化物を混合物に添加する工程をさらに含む。この任意の
工程は、空気の窒素酸化物濃度が低くかつ工程(d)の
際の反応速度に対し制限的である場合に推奨される。
本発明の第3実施態様によれば、空気中におけるスモ
ッグの濃度の決定方法が提供され、この方法は: (a)過剰の一酸化窒素を空気に添加して過剰一酸化窒
素/空気混合物を生成させ; (b)この混合物を選択期間にわたり反応させて、過剰
の一酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応さ
せ; (c)選択期間後における混合物の一酸化窒素濃度を決
定し; (d)選択期間後における混合物の全酸化窒素(NOy
濃度を決定し; (e)上記(c)の一酸化窒素濃度と上記(d)のNOy
濃度とから空気中におけるスモッグの濃度を決定するこ
とからなっている。
必要に応じ、第3実施態様の方法は、(c)(i)の
工程、すなわち混合物中のNOyを工程(d)に先立ち一
酸化窒素に変換する工程をさらに含む。工程(c)
(i)が含まれる場合、工程(d)におけるNOy濃度は
単に混合物の一酸化窒素濃度を測定して決定することが
できる。
本発明の第4実施態様によれば、空気中における事前
スモッグ形成の量を決定する方法が提供され、この方法
は: (A)空気のNOy濃度を決定し; (B)第3実施態様の方法により空気中のスモッグの濃
度を決定し; (C)空気中のNOy濃度と空気中のスモッグの濃度とか
ら、空気中に予め放出された全窒素酸化物の濃度を決定
し; (D)工程(C)で決定された空気中に予め放出された
全窒素酸化物の濃度と工程(B)で決定された空気中の
スモッグの濃度とから、空気中における事前のスモッグ
形成の量を決定することからなっている。
必要に応じ、第4実施態様の方法は、(A)(i)の
工程、すなわち空気中のNOyを工程(A)に先立ち一酸
化窒素に変換する工程をさらに含む。工程(A)(i)
が含まれる場合、工程(A)における濃度は単に空気の
一酸化窒素濃度を測定して決定することができる。
本発明の第5実施態様によれば、空気中の最大可能な
スモッグ形成の決定方法が提供され、この方法は: (α)第4実施態様の方法により空気中における事前ス
モッグ形成の量を決定し; (β)空気中のNOy濃度と空気中のスモッグの濃度とか
ら、空気中に予め放出された全窒素酸化物の濃度を決定
し; (γ)空気中に予め放出された全窒素酸化物の濃度か
ら、空気中における最大可能なスモッグ形成を決定する
ことからなっている。
本発明の第6実施態様によれば、選択温度および照明
条件下に空気中のスモッグ形成速度を決定する方法が提
供され、この方法は: (a)過剰の一酸化窒素を空気に添加して過剰一酸化窒
素/空気混合物を生成させ; (b)この混合物を第1選択期間にわたり反応させて、
混合物中の過剰の一酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオ
ゾンと反応させ; (c)第1選択期間後における混合物の一酸化窒素の第
1濃度を決定し; (d)上記(a)の混合物または第1選択期間後の混合
物を選択された温度および照明の条件下に第2選択期間
にわたり照明し; (e)照明後の混合物を第3選択期間にわたり反応させ
て、混合物中の過剰の一酸化窒素を混合物中に存在する
全オゾンと反応させ; (f)第3選択期間後における混合物の一酸化窒素の第
2濃度を決定し; (g)第1および第2の一酸化窒素濃度と、第2選択期
間の持続時間とから速度を決定することからなってい
る。
本発明の第7実施態様によれば、選択された温度およ
び照明の条件下における空気中のスモッグ形成の速度を
決定する方法が提供され、この方法は: (a)過剰のオゾンを空気に添加して過剰オゾン/空気
の混合物を生成させ; (b)この混合物を第1選択期間にわたり反応させて混
合物中の過剰オゾンを混合物中のほぼ全部の一酸化窒素
と反応させ; (c)第1選択期間後における混合物の第1オゾン濃度
を決定し; (d)上記(a)の混合物または第1選択期間後の混合
物を選択された温度および照明の条件下に第2選択期間
にわたり照明し; (e)照明後の混合物を第3選択期間にわたり反応させ
て、混合物中の過剰オゾンを混合物中に存在する全一酸
化窒素と反応させ; (f)第3選択期間後における混合物の第2オゾン濃度
を決定し; (g)第1および第2オゾン濃度と第2選択期間の持続
時間とから速度を決定することからなっている。
必要に応じ、第7実施態様の方法は、(a)(i)の
工程、すなわち所定量の窒素酸化物を工程(b)に先立
ち混合物に添加する工程をさらに含む。この任意の工程
は、空気の窒素酸化物濃度が低くかつ工程(d)の際の
反応速度に対し制限的である場合に推奨される。
本発明の第8実施態様によれば、照明および温度の選
択条件下における空気中の最大スモッグ形成に要する時
間の決定方法が提供され、この方法は: (A)第1もしくは第2実施態様の方法により空気中の
スモッグ形成の速度係数を決定し、または; (A)(i)第6もしくは第7実施態様の方法により選
択条件下で空気中のスモッグ形成の速度を決定し; (B)第5実施態様の方法により空気中の最大可能なス
モッグ形成を決定し; (C)最大可能なスモッグ形成と速度係数とから選択温
度および照明条件下における最大スモッグ形成に要する
時間を決定し、または; (C)(i)最大可能なスモッグ形成と速度とから選択
温度および照明条件下における最大スモッグ形成に要す
る時間を決定することからなっている。
本発明の第9実施態様によれば、空気中のスモッグ形
成が生じた時間の決定方法が提供され、この時間は照明
および温度条件が既知である所定期間とほぼ同じまたは
その範囲内であり、所定期間の終了は前記時間の終了に
一致し、この方法は: (A)空気の温度を所定期間にわたり決定し; (B)日光強度を所定期間にわたり決定し; (C)第1もしくは第2実施態様の方法により空気中の
スモッグ形成の速度係数を決定し;または (C)(i)決定された温度および日光強度に相当する
温度および光強度の下で第6もしくは第7実施態様の方
法により空気中のスモッグ形成の速度を決定し; (D)時間の終了時における空気中の事前のスモッグ形
成の量を第4実施態様の方法により決定し; (E)事前のスモッグ形成の量と速度係数と決定された
温度および日光強度とから空気中のスモッグ形成が生じ
た時間を決定し;または (E)(i)事前のスモッグ形成の量とスモッグ形成の
速度とから空気中のスモッグ形成が生じた時間を決定す
ることからなっている。
必要に応じ、空気中に存在するROCの源泉の位置をス
モッグ形成の時間並びに別途に決定された前記時間の際
の空気の移動速度および軌跡に基づき決定することがで
きる。
本発明の第10実施態様によれば、選択された温度およ
び照明の条件下で空気中のスモッグの選択された初期量
を用いて空気中に選択量のスモッグを発生するのに要す
る時間を決定する方法が提供され、この方法は: (A)第1もしくは第2実施態様の方法により空気中の
スモッグ形成の速度係数を決定し;または (A)(i)第6もしくは第7実施態様の方法により選
択温度および照明条件下で空気中のスモッグ形成の速度
を決定し; (B)空気のNOy濃度を決定し; (C)上記(B)のNOy濃度と空気中におけるスモッグ
の選択された初期量とから、空気中に予め放出されたNO
yの量を決定し; (D)速度係数とNOyの量とから温度および照明の選択
条件下で空気中に選択量のスモッグを発生するのに要す
る時間を決定し;または (D)(i)速度と空気中に予め放出されたNOyの量と
から、温度および照明の選択条件下で空気中に選択量の
スモッグを発生するのに要する時間を決定することから
なっている。
必要に応じ、第10実施態様の方法は、(A)(ii)の
工程、すなわち空気中のNOyを工程(B)に先立ち一酸
化窒素まで変換する工程をさらに含む。工程(A)(i
i)が含まれる場合、工程(B)における濃度は単に空
気の一酸化窒素濃度を測定して決定することができる。
本発明の第11実施態様によれば、空気中のオゾン濃度
の決定方法が提供され、この方法は: (A)空気の一酸化窒素濃度を決定し; (B)空気のNOy濃度を決定し; (C)第3実施態様の方法により空気中のスモッグの濃
度を決定し; (D)測定された一酸化窒素濃度とNOy濃度と空気中の
スモッグの濃度とから空気のオゾン濃度を計算すること
からなっている。
本発明の第12実施態様によれば、空気中の一酸化窒素
および/またはオゾン濃度の決定方法が提供され、この
方法は: (A)空気の日光強度を決定し; (B)空気の温度を決定し; (C)空気のNOy濃度を決定し; (D)第3実施態様の方法により空気のスモッグ濃度を
決定し; (E)NOyおよびスモッグ濃度と日光強度と温度とから
空気における一酸化窒素および/またはオゾンの濃度を
決定することからなっている。
必要に応じ、第12実施態様の方法は、(B)(i)の
工程、すなわち空気中のNOyを工程(C)に先立ち一酸
化窒素まで変換される工程をさらに含む。工程(B)
(i)が含まれる場合、工程(C)における濃度は単に
空気の一酸化窒素濃度を測定して決定することができ
る。
本発明の第13実施態様によれば、空気中のスモッグ形
成の速度係数を決定するシステムが提供され、このシス
テムは: (a)過剰の一酸化窒素を空気と合して過剰一酸化窒素
/空気混合物を生成させる結合器と; (b)この結合器と作用連携して混合物を第1反応器内
で第1選択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰の一
酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応させうる
第1反応器と; (c)前記結合機器よび必要に応じ第1反応器と作用連
携した光反応器と; (d)光反応器の周囲に作用配置されて、光反応器にお
ける上記(a)の混合物または第1選択期間後の混合物
を光反応器内で既知の温度および照明の条件下に第2選
択期間にわたり照明する照明源と; (e)光反応器と作用連携されて、混合物を第2反応器
内で第3選択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰の
一酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応させう
る第2反応器と; (f)第1反応器と作用連携されて第1選択期間後にお
ける混合物の一酸化窒素の第1濃度を決定すると共に、
第2反応器と作用連携されて第3選択期間後における混
合物の一酸化窒素の第2濃度を決定する一酸化窒素分析
器と; (g)光反応器と作用連携して混合物の温度を決定する
温度センサと; (h)照明源と作用連携して、照射された混合物の照明
量を決定する照明センサと; (i)温度および照明センサと一酸化窒素分析器とに作
用連携して、第1および第2の一酸化窒素濃度と既知の
温度および照明条件と第2選択期間の持続時間とから速
度係数を算出する計算手段と からなっている。
本発明の第14実施態様によれば、空気中のスモッグ形
成の速度係数を決定するシステムが提供され、このシス
テムは: (a)過剰のオゾンを空気と合して過剰オゾン/空気混
合物を生成させる結合器と; (b)この結合器と作用連携して混合物を第1反応器に
て第1選択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰オゾ
ンを混合物中のほぼ全部の一酸化窒素と反応させる第1
反応器と; (c)結合器および必要に応じ第1反応器と作用連携し
た光反応器と; (d)光反応器の周囲に作用配置されて光反応器におけ
る上記(a)の混合物または光反応器内の第1選択期間
後の混合物を既知の温度および照明条件の下で第2選択
期間にわたり照明する照明源と; (e)光反応器と作用連携して混合物を第2反応器にて
第3選択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰オゾン
を混合物中のほぼ全部の一酸化窒素と反応させる第2反
応器と; (f)第1反応器と作用連携し第1選択期間後の混合物
の第1オゾン濃度を決定すると共に。値第2反応器と作
用連携して第3選択期間後の混合物の第2オゾン濃度を
決定するオゾン分析器と; (g)光反応器と作用連携して混合物の温度を決定する
温度センサと; (h)照明源と作用連携して、照明された混合物の照明
量を決定する照明センサと; (i)温度および照明センサとオゾン分析器とに作用連
携して、第1および第2オゾン濃度と既知の温度および
照明条件と第2選択期間の持続時間とから速度係数を算
出する計算手段と からなっている。
必要に応じ、第15実施態様のシステムは、第1結合器
と作用連携して所定量の窒素酸化物を空気と合する第2
結合器をさらに備える。
本発明の第15実施態様によれば、空気中のスモッグの
濃度を決定するシステムが提供され、このシステムは: (a)過剰の一酸化窒素を空気と合して過剰一酸化窒素
/空気混合物を生成させる結合器と; (b)この結合器と作用連携して混合物を反応器内で選
択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰の一酸化窒素
を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応させる反応器と; (c)この反応器と作用連携して選択期間後における混
合物の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分析器と; (d)反応器と作用連携して混合物のNOy濃度を決定す
るNOy分析器と; (e)一酸化窒素分析器およびNOy分析器と作用連携し
てNOyおよび一酸化窒素濃度からスモッグの濃度を算出
する計算手段と からなっている。
好ましくは、上記(d)のNOy分析器は混合物中の全N
Oyを一酸化窒素に変換するNOyコンバータを備え、この
コンバータは上記(c)の一酸化窒素分析器と作用連携
する。この好適配置において、NOy分析器はNOyコンバー
タと上記(c)の一酸化窒素分析器とで構成される。
本発明の第16実施態様によれば、空気中における事前
のスモッグ形成の量を決定するシステムが提供され、こ
のシステムは: (a)空気のNOy濃度を決定する第1NOy分析器と; (b)過剰の一酸化窒素を空気と合して過剰一酸化窒素
/空気混合物を生成させる結合器と; (c)この結合器に作用連携して混合物を反応器内で選
択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰の一酸化窒素
を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応させる反応器と; (d)この反応器と作用連携して選択期間後における混
合物の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分析器と; (e)反応器に作用連携して混合物のNOy濃度を決定す
る第2NOy分析器と; (f)一酸化窒素分析器と第1および第2NOy分析器と
に作用連携して、空気のNOy濃度と過剰一酸化窒素/空
気混合物のNOおよびNOy濃度とから空気中における事前
のスモッグ形成の量を算出する計算手段と からなっている。
好ましくは、上記(a)のNOy分析器は上記(b)の
結合器に作用連携した上記(e)で用いたと同じNOy
析器であって、過剰の一酸化窒素を空気と合する前に空
気のNOy濃度を決定する。
さらに、好ましくは上記(a)および(d)のNOy
析器は混合物中の全NOyを一酸化窒素に変換するNOyコン
バータを備え、このコンバータは上記(d)の一酸化窒
素分析器と作用連携される。この好適配置において、NO
y分析器はNOyコンバータと上記(d)の一酸化窒素分析
器とで構成される。
本発明の第17実施態様によれば、空気中における最大
可能なスモッグ形成および必要に応じ現在のスモッグ形
成の程度を決定するシステムが提供され、このシステム
は: (a)空気のNOy濃度を決定する第1NOy分析器と; (b)過剰の一酸化窒素を空気と合して過剰一酸化窒素
/空気混合物を生成させる結合器と; (c)この結合器と作用連携して混合物を反応器内で選
択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰の一酸化窒素
を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応させうる反応器
と; (d)この反応器に作用連携して選択期間後における混
合物の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分析器と; (e)反応器に作用連携して混合物のNOy濃度を決定す
る第2NOy分析器と; (f)一酸化窒素分析器と第1および第2NOy分析器と
に作用連携すると共に連結されて、空気のNOy濃度と過
剰一酸化窒素/空気混合物のNOおよびNOy濃度とから空
気中の最大可能なスモッグ形成および必要に応じスモッ
グ形成の現在の程度を算出する計算手段と からなっている。
好ましくは、上記(a)のNOy分析器は上記(b)の
結合器に連結されると共に作用連携した上記(e)で用
いたと同じNOy分析器であって、過剰の一酸化窒素を空
気と合する前に空気のNOy濃度を決定する。
さらに、好ましくは上記(a)および(e)のNOy
析器は混合物中の全NOyを一酸化窒素に変換するNOyコン
バータを備え、このコンバータは上記(d)の一酸化窒
素分析器と作用連携される。この好適配置において、NO
y分析器はNOyコンバータと上記(d)の一酸化窒素分析
器とで構成される。
本発明の第18実施態様によれば、選択温度および照明
条件の下で空気中のスモッグ形成の速度を測定するシス
テムが提供され、このシステムは: (a)過剰の一酸化窒素を空気と合して過剰一酸化窒素
/空気混合物を生成させる結合器と; (b)この結合器と作用連携して混合物を第1反応器に
て第1選択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰の一
酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応させる第
1反応器と; (c)結合器および必要に応じ第1反応器と作用連携し
た光反応器と; (d)光反応器の周囲に作用配置されて、光反応器内の
(a)の混合物または光反応器内の第1選択期間後にお
ける混合物を選択温度および照明条件の下で第2選択期
間にわたり照明する照明源と; (e)光反応器と作用連携して混合物を第2反応器内で
第3選択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰の一酸
化窒素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応させる第2
反応器と; (f)第1反応器に作用連携して第1選択期間後におけ
る混合物の一酸化窒素の第1濃度を決定すると共に、必
要に応じ第2反応器と作用連携して第3選択期間後にお
ける混合物の一酸化窒素の第2濃度を決定する一酸化窒
素分析器と; (g)一酸化窒素分析器と作用連携して一酸化窒素の第
1および第2濃度と第2選択期間の持続時間とから速度
を算出する計算手段と からなっている。
本発明の第19実施態様によれば、選択された温度およ
び照明の条件下で空気中のスモッグ形成の速度を決定す
るシステムが提供され、このシステムは: (a)過剰のオゾンを空気と合して過剰オゾン/空気混
合物を生成させる第1結合器と; (b)この結合器と作用連携して混合物を反応器内で第
1選択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰のオゾン
を混合物中のほぼ全部の一酸化窒素と反応させる第1反
応器と; (c)結合器および必要に応じ第1反応器と作用連携し
た光反応器と; (d)光反応器の周囲に作用配置されて光反応器内の上
記(a)の混合物または光反応器内の第1選択期間後に
おける混合物を選択された温度および照明条件の下で第
2選択期間にわたり照明する照明源と; (e)光反応器と作用連携して混合物を第2反応器内で
第3選択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰のオゾ
ンを混合物中のほぼ全部の一酸化窒素と反応させうる第
2反応器と; (f)第1反応器と作用連携して第1選択期間後におけ
る混合物の第1オゾン濃度を決定すると共に、必要に応
じ第2反応器と作用連携して第3選択期間後における混
合物の第2オゾン濃度を決定するオゾン分析器と; (g)オゾン分析器と作用連携して、第1および第2オ
ゾン濃度と第2選択期間の持続時間とから速度を算出す
る計算手段と からなっている。
第13、第14、第18および第19実施態様の好適具体例に
おいて、第1および第2反応器と光反応器とは同じ反応
器である。他の好適具体例において第1反応器と光反応
器とは同じ反応器であり、さらに他の具体例において第
2反応器と光反応器とは同じ反応器である。
さらに他の好適具体例において、第1反応器と光反応
器とは混合物を別々の流れとして連続的に流過させうる
2個の別々の容器であり、第2反応器は光反応器からの
混合物を連続的に流過させうる別の容器である。
この種の具体例において、第1反応器は連続流過する
際の混合物の第1滞留時間を与えると共に、光反応器と
第2反応器とは一緒になって連続流過する際の混合物の
第2滞留時間を与え、これら第1および第2滞留時間は
ほぼ同じである。
必要に応じ、第19実施態様のシステムはオゾンの結合
器と作用連携した第2結合器をさらに備え、この第2結
合器においては所定量のNOyを空気に添加する。これ
は、空気の一酸化窒素濃度が低くかつ光分解反応器にお
ける反応速度に対し制限的である場合に推奨される。
本発明の第20実施態様によれば、照明および温度の選
択条件下における空気中の最大スモッグ形成に要する時
間を決定するシステムが提供され、このシステムは: (A)空気のNOy濃度を決定するNOy分析器と; (B)空気中におけるスモッグ形成の速度係数を決定す
る第13もしくは第14実施態様のシステム;または (B)(i)選択条件下での空気中におけるスモッグ形
成の速度を決定する第18もしくは第19実施態様のシステ
ムと; (C)空気中の最大可能なスモッグ形成を決定する第17
実施態様のシステムと; (D)上記(A)の分析器と上記(B)および(C)の
システムとに作用連携して、NOy濃度とスモッグ形成の
程度と速度係数とから選択温度および照明条件下にてス
モッグ形成の最大時間を算出する計算手段;または (D)(i)上記(A)の分析器と上記(B)(i)お
よび(C)のシステムとに作用連携して、NOy濃度とス
モッグ形成の程度と速度とから選択温度および照明条件
下にスモッグ形成の最大時間を算出する計算手段と を備える。
好ましくは、上記(A)のNOy分析器は空気中の全NOy
を一酸化窒素に変換するNOyコンバータと全一酸化窒素
を決定する一酸化窒素分析器とを備える。この好適配置
において、NOy分析器はNOyコンバータと一酸化窒素分析
器とで構成され、上記(A)、(B)もしくは(B)
(i)および(C)のシステムのNO分析器は同じ分析器
である。
本発明の第21実施態様によれば、空気中のスモッグ形
成が生じた時間を決定するシステムが提供され、この時
間は照明および温度条件が既知である選択期間とほぼ同
じまたはその範囲内であり、選択期間の終了は前記時間
の終了と一致し、このシステムは: (A)空気中におけるスモッグ形成の速度係数を決定す
る第13もしくは第14実施態様のシステム;または (A)(i)空気中のスモッグ形成の速度を決定する第
18もしくは第19実施態様のシステムと; (B)空気中のスモッグの濃度を決定する第15実施態様
のシステムと; (C)空気のNOy濃度を決定するNOy分析器と; (D)選択期間の持続時間にわたり空気の温度を決定す
る温度センサと; (E)選択期間中の日光照明を決定する光センサと; (F)温度センサと光センサとNOy分析器とスモッグ形
成の速度係数およびスモッグ濃度を決定するシステムと
に作用連携して、測定された日光および温度の条件下に
空気中のスモッグ形成が生じた時間を算出する計算手
段;または (F)(i)温度センサと光センサとNOy分析器と上記
a(i)および(b)のシステムとに作用連携して、測
定された日光および温度の条件下にスモッグ形成が生じ
た時間を算出する計算手段と; を備える。
好ましくは、上記(C)のNOy分析器は混合物中の全N
Oyを一酸化窒素まで変換するNOyコンバータを備え、こ
のコンバータは一酸化窒素分析器と作用連携される。こ
の好適配置において、NOy分析器はNOyコンバータと一酸
化窒素分析器とで構成され、上記(A)および(B)の
システムのNO分析器と上記(C)のNO分析器とは同じ分
析器である。
必要に応じ、第21実施態様のシステムは選択期間にわ
たり空気の速度および軌跡を決定する手段と、空気中に
存在するROCの放出源の位置をスモッグ形成の時間と空
気速度と軌跡とに基づき決定する計算手段とをさらに備
える。
本発明の第22実施態様によれば、選択された温度およ
び照明の条件下に選択された量のスモッグを空気中に発
生するのに要する時間を決定するシステムが提供され、
このシステムは: (A)空気中におけるスモッグ形成の速度係数を決定す
る第13もしくは第14実施態様のシステム;または (A)(i)空気中のスモッグ形成の速度を決定する第
18もしくは第19実施態様のシステムと; (B)空気中のスモッグの濃度を決定する第15実施態様
のシステムと; (C)空気のNOy濃度を決定するNOy分析器と; (D)速度係数およびスモッグ濃度を決定するシステム
とNOy分析器とに作用連携して、選択された温度および
照明の条件下に選択量のスモッグを空気中に発生するの
に要する時間を算出する計算手段;または (D)(i)上記(A)(i)および(B)のシステム
とNOy分析器とに作用連携して、選択された温度および
照明の条件下に選択量のスモッグを空気中に発生するの
に要する時間を算出する計算手段と からなっている。
好ましくは、上記(C)のNOy分析器は混合物中のほ
ぼ全部のNOyを一酸化窒素まで変換するNOyコンバータを
備え、このコンバータを上記(B)の一酸化窒素分析器
と作用連携させる。この好適配置において、NOy分析器
はNOyコンバータと上記(B)の一酸化窒素分析器とで
構成される。
本発明の第23実施態様によれば、空気中のオゾン濃度
を決定するシステムが提供され、このシステムは: (A)空気の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分析
器と; (B)空気のNOy濃度を決定するNOy分析器と; (C)空気中のスモッグの濃度を決定する第15実施態様
のシステムと; (D)上記(A)の一酸化窒素分析器と上記(B)のNO
y分析器と上記(C)のシステムとに作用連携して、空
気の一酸化窒素濃度とNOy濃度とスモッグ濃度とからオ
ゾン濃度を算出する計算手段と からなっている。
好ましくは、上記(A)の一酸化窒素分析器と上記
(B)のNOy分析器とは、上記(C)におけるシステム
の同じ一酸化窒素およびNOy分析器である。
本発明の第24実施態様によれば、一酸化窒素とNOy
しくはオゾンまたはその両者の空気中における濃度を決
定するシステムが提供され、このシステムは: (A)空気の日光強度を決定する光センサと; (B)空気の温度を決定する温度センサと; (C)空気のNOy濃度を決定するNOy分析器と; (D)空気のスモッグ濃度を決定する第15実施態様のシ
ステムと; (E)光センサおよび温度センサとNOy分析器とスモッ
グ濃度測定システムとに作用連携して、日光強度と空気
温度とNOyおよびスモッグ濃度とから空気の一酸化窒素
濃度とオゾン濃度とを算出する計算手段と からなっている。
好ましくは、上記(C)のNOy分析器はシステム
(D)のNOy分析器と同じである。
本発明の第25実施態様によれば、空気のROC濃度を決
定する方法、および/または空気中への事前のROC放出
の全濃度を決定する方法が提供され、この方法は: (a)過剰の一酸化窒素を空気に添加して過剰一酸化窒
素/空気混合物を生成させ; (b)この混合物を第1選択期間にわたり反応させて、
混合物中の過剰の一酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオ
ゾンと反応させ; (c)第1選択期間後における混合物の一酸化窒素の第
1濃度を決定し; (d)上記(a)の混合物または第1選択期間後の混合
物を既知の温度および照明の条件下に第2選択期間にわ
たり照明し; (e)照明後の混合物を第3選択期間にわたり反応させ
て、混合物中の過剰の一酸化窒素を混合物中に存在する
オゾンと反応させ; (f)第3選択期間後における混合物の一酸化窒素の第
2濃度を決定し; (g)第1および第2の一酸化窒素濃度から空気のROC
濃度を決定しおよび/または空気中への事前のROC放出
の全濃度を決定することからなっている。
本発明の第26実施態様によれば、空気のROC濃度およ
び/または空気中への事前のROC放出の全濃度を決定す
るシステムが提供され、このシステムは: (a)過剰の一酸化窒素を空気と合して過剰一酸化窒素
/空気混合物を生成させる結合器と; (b)この結合器に作用連携して混合物を第1反応器に
て第1選択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰の一
酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応させうる
第1反応器と; (c)結合器および必要に応じ第1反応器と作用連携し
た光反応器と; (d)光反応器の周囲に作用配置されて、光反応器内の
上記(a)の混合物または第1選択期間後における光反
応器内の混合物を選択された温度および照明の条件下に
第2選択期間にわたり照明する照明源と; (e)光反応器と作用連携して混合物を第2反応器内で
第3選択期間にわたり反応させ、混合物中の過剰の一酸
化窒素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応させうる第
2反応器と; (f)第1反応器と作用連携して第1選択期間後におけ
る混合物の一酸化窒素の第1濃度を決定すると共に、第
2反応器と作用連携して第3選択期間後における混合物
の第2の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分析器
と; (g)一酸化窒素分析器に作用連携して、第1および第
2の一酸化窒素濃度から空気のROC濃度および/または
空気中への事前のROC放出の全濃度を算出する計算手段
と からなっている。
本発明の他の具体例によれば、空気中に存在する反応
性有機化合物(ROC)の源泉を位置決定する方法が提供
され、この方法は: (α)空気中のスモッグ形成が生じた時間を決定し、こ
の時間は照明および温度の条件が既知である所定期間と
ほぼ同じまたはその期間内であり、前記所定期間の終了
は前記時間の終了と一致し、この方法は: (A)空気の温度を所定期間にわたり測定し; (B)所定期間にわたり日光強度を決定し; (C)請求の範囲第1、2または3項記載の方法により
空気中のスモッグ形成の速度係数を決定し; (D)上記時間の終了時における空気中の事前のスモッ
グ形成量を決定する ことからなり、工程Dは: (I)空気中のNOy濃度を決定し; (II)空気中のスモッグの濃度を決定し、その際; (II)(i)過剰の一酸化窒素を空気に添加して過剰一
酸化窒素/空気混合物を生成させ、 (II)(ii)この混合物を選択期間にわたり反応させて
過剰の一酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応
させ; (II)(iii)選択期間後における混合物の一酸化窒素
濃度を決定し; (II)(iv)選択期間後における混合物の全酸化窒素
(NOy)濃度を決定し; (II)(v)上記(II)(iii)の一酸化窒素濃度と上
記(II)(iv)のNOy濃度とからスモッグ形成の濃度を
決定し; (III)空気中のNOy濃度と空気中のスモッグ濃度とか
ら、空気中に予め放出された全窒素酸化物の濃度を決定
し; (IV)工程(III)で決定された空気中に予め放出され
た全窒素酸化物の濃度と上記(II)で決定された空気中
のスモッグ濃度とから空気中における事前のスモッグ形
成の量を決定する ことによって行ない; (E)事前のスモッグ形成の量と速度係数と決定された
温度および日光強度とから、空気中のスモッグ形成が生
じた時間を決定し;さらに (β)この時間における空気の移動速度および軌跡を決
定し; (γ)前記時間とこの時間にわたる空気の前記速度およ
び軌跡とからROCの前記源泉を位置決定する ことを特徴とする。
本発明のさらに他の実施態様によれば、空気中におけ
るスモッグ形成の現在の程度を決定する方法が提供さ
れ、この方法は: (I)第5実施態様の方法により空気中の最大可能なス
モッグ形成を決定し; (II)空気中のスモッグの濃度と空気中のスモッグの最
大可能な濃度との比として、空気中のスモッグ形成の程
度を計算することからなっている。
混合物の温度は照明の間に一定に保つことができ、ま
た変化させかつ必要に応じ監視することができ、或いは
混合物の温度は予備選択または選択された温度経過にし
たがって、変化させることもできる。したがって温度制
御器/プログラマを第13、第14、第18、第19および第26
実施態様の光反応器と作用連携させることが好ましい。
照明は一定に保つことができ或いは予備選択もしくは
選択された照明経過にしたがって変化させることができ
る。したがって、照明制御器/プログラマを第13、第1
4、第18、第19および第26実施態様の照明源と作用連携
させると共に連結するのが好ましい。
好適照明源は、晴天日における昼間近くの日光と同様
な強度およびスペクトル分布を有する化学線束を与え
る。しかしながら、この目的には全波長バンドの「UV
A」部分のみにより太陽スペクトルに近似させれば充分
である。
照明は、単一型のランプまたは種々のランプ型とフィ
ルタとの組合せによって与えることができる。たとえば
化学線UV蛍光管が適しており、同様に高圧キセノンアー
クとパイレックスガラスフィルタとの組合せも適してい
る。好適な照明強度は、〜0.4min-1の二酸化窒素の光解
離(NO2+hν→NO+O)の速度係数を生ずるものであ
る。しかしながら、この数値から顕著に離れた強度も可
能である。第1および第3反応期間に好適な時間は数分
間の程度であり、これは一酸化窒素とオゾンとの反応を
ほぼ完結させるのに充分である。第2選択期間に好適な
時間は約10分間、または著量のROCを含有する空気にお
ける一酸化窒素の測定可能な消費を生ぜしめるのに要す
る程度の長さである。
第13、第14、第15、第16、第17、第18、第19および第
26実施態様のシステムは必要に応じ、計量された量の空
気を結合器に供給する第1計量供給手段を備えると共
に、計量された量の一酸化窒素を結合器に供給する第2
計量供給手段を備える。
第14および第19実施態様のシステムは必要に応じ、計
量された量のオゾンを結合器に供給するための第3計量
供給手段と、結合器中へ注入する前にオゾンを濾過する
ためのオゾンフィルタとを備える。
必要に応じ、第13、第14、第15、第16、第17、第18、
第19および第26実施態様のシステムは、結合器中へ注入
する前に空気を濾過するための空気フィルタと、結合器
中へ注入する前に一酸化窒素を濾過するための一酸化窒
素フィルタとを備える。
光反応器は、照明に対し透過性でありかつ化学的に非
反応性であるような材料から作成するのが好適である。
この目的に適する材料の例はFEPテフロン薄膜である。
FEPテフロン薄膜は、化学的に非反応性でありかつ紫
外光に対し透過性であると共に薄いが頑丈なフィルム状
で入手しうるという利点を有する。
一酸化窒素/空気混合物における過剰の一酸化窒素ま
たはオゾン/空気混合物における過剰のオゾンの濃度は
典型的には約0.05〜約1ppm(モル分率)の範囲である
が、上限値は混合物中に反応を生ぜしめて混合物の化学
特性に顕著な変化を生ぜしめるような濃度としてはなら
ない。たとえば、大過剰の一酸化窒素は光反応器のヒド
ロキシル基濃度を低下させて、光反応器における一酸化
窒素消費の速度を低下させる。下限値は、それぞれ空気
のオゾンもしくは一酸化窒素と過剰量の一酸化窒素もし
くはオゾンとの反応を完結させるのに充分とせねばなら
ない。より典型的には、範囲は約0.05〜約0.3ppmであ
り、一層典型的には約0.05〜約0.15ppmである。好まし
くは、濃度は約0.1ppmである。
計算法の一般的説明 光化学スモッグ形成は空気中に形成されたスモッグの
量および空気中のスモッグ濃度をNOの酸化により決定し
うるという本発明者の知見に鑑み数100もしくはそれ以
上の基本的反応工程の結果であるが、スモッグ形成の全
体的反応は次の代表的な式によって記載することができ
る: [式中、 はヒドロキシル、アルコキシおよびペルオキシ遊離基種
類を示し、ROCおよびROC′は空気中に存在して照明され
た際に酸素が消費されかつNOが酸化される反応を受ける
ようなカルボニル、アルカン、アルケン、芳香族、一酸
化炭素および他の種類の気相炭素質種類を包含する「反
応性有機化合物」であり、NOxはNOおよびNO2を示し、n
は比例係数である]。
充分な照明が存在すれば、反応(2)、(3)および
(4)は反応(2)を自由に維持せするのに利用しうる
NOが不充分であってスモッグ形成が削減されるようなレ
ベルにNO濃度が低下するまで持続する。NOとの 反応に加え、反応(1)により生成した遊離基も反応
(5)を介しラジカル−ラジカル再結合を受ける。スモ
ッグ形成に際し、ROC分子は反応(1)を数回循環する
ことができる。ROCの成分は反応に関与して都市領域に
一般的に見られるROC組成の空気に良好に近似する程度
まで変化するが、反応(1)の速度係数は驚くほど反応
の程度とは無関係に一定に保たれ、少くとも雲のない夏
の日の日光に相当する照明強度および持続時間にわたり
一定である。
一酸化窒素は、反応(2)、(6)および(7)を介
し遊離基物質との反応を受ける。しかしながら、(2)
を介するNO反応の速度は、(6)および(7)を介する
NO反応の速度よりずっと大である。多くの目的で、
(6)および(7)によるNO反応は無視することができ
る。
反応(2)、(6)および(7)にしたがうNOの反応
がスモッグ形成の尺度となる。これら反応によるNO消費
の速度はスモッグ形成の速度の尺度であるのに対し、こ
のように消費されたNOの濃度はスモッグ濃度の尺度とな
る。
照明された空気において、反応(2)により消費され
たNOは反応(3)による再生することができ、再生され
たNOに等しいモル数のO3を発生する。過剰のNOを空気に
添加することにより、O3は反応(4)にしたがって反応
しながら当量のNOを消費する。
時間tまで空気中に形成されるスモッグのモル数 すなわち反応(2)により消費されるNOのモル数は、時
間tまで空気中に放出されたNOの全モル数 プラス分析に際し添加された過剰の一酸化窒素のモル数 マイナス分析システムにおける反応(4)の完結後に残
留する一酸化窒素のモル数 に等しいと決定される: 空気中には多くの窒素物質が存在してNOyを構成する
ことも知られているが、空気中には僅か2種の形態(す
なわちNOおよびNO2)としてNOyが放出されるのが通常で
あり、これらの放出は一緒になって一般にNOxとして示
される: NOx=NO+NO2 (9) さらに、大部分の人為的NOx放出はNOの形態である。N
Ox放出におけるNOの割合(oFNO)はNOx放出源(たとえ
ば炉、自動車、家庭用加熱からの燃焼ガス)の特定種類
と共に変化しうるが、一般に0.6〜1.0の範囲である。都
市大気については、oFNOの数値はしばしば0.7〜0.95の
範囲である。しかしながら、oFNOは明らかに源泉におけ
るNOx放出のNO/NOx組成を測定して決定することができ
る。
たとえば空気中に放出されたNOは、空気中へのNOy
出の関数として決定することができる。何故なら、放出
につき:式 したがって となり、良好に近似してoFNOは0.9の数値を有する。
註:或る目的では、oFNOにつき数値1を用いれば充分正
確であり、この場合: である。
スモッグ形成に際し、若干のNOyが反応(7)により
空気から損失され、若干のNOyは非気体窒素物質に混入
し、したがって顕著なスモッグ形成反応が生じた後の時
間tにおける空気のNOy含有量 は空気中に放出されたNOyの量 より低くなる。空気からのNOy損失の速度はスモッグ形
成の速度と比較して遅く、したがって多くの目的にはNO
y損失は比較的低く、無視することができる。すなわ
ち: 日中の光にて都市領域に一般に見られる組成の空気に
つき、反応(7)は速度(R7)にて進行し、これは反応
(2)の速度(R2)の関数である: R7=f(R2) (14) 良好に近似して、関数f(R2)の形態は正比例の1つで
ある: R7=P7.2R2 (15) [式中、P7.2は比例係数である。P7.2の典型的な数値
は、本発明者により0.125であると決定された。かくし
て、必要に応じ式(15)および の測定値を用いて、式(13)の代りに の一層正確な推定値をうることができる。
空気中のスモッグの濃度は、スモッグ形成の速度と、
予め存在するスモッグ濃度と、気候条件による空気の分
散および希釈と、オゾンおよびNOy物質の付着、粒状物
質中へのNOyの混入および他の損失程度による空気から
のスモッグの損失との関数である。
気体酸化窒素物質の濃度プラスオゾン濃度マイナス一
酸化窒素濃度の合計としてスモッグ濃度を規定すれば、
時間tにおける空気のスモッグ濃度 は第3実施態様の方法および第15実施態様のシステムに
より、すなわち第3実施態様の工程(c)の選択期間後
における混合物のNO濃度(IXNO)と工程(d)における
混合物の全酸化窒素濃度 とから次式によって決定される: 時間tにて空気の容積Vtにおけるスモッグ形成の量 を反応(2)により予め消費されたNOのモル数であると
規定すれば、 は式(17)により示され; さらに式(10)および(11)から: が得られ、また式(15)から反応(7)による空気から
のNOyの損失につき空気のNOy含有量を補正して、式: が得られる を式(18)に代入すると、式: が得られる。式(20)を式(17)に代入して再配列すれ
ば、式: が得られる。次いで過剰の添加NO(addednNO)の存在下
に暗所中で選択期間にわたり反応させた後、反応(4)
が完結し: 次いで選択期間後および過剰NOの添加後に存在するNOy
の量 は次式によって示される: したがって 式(24)を式(22)に代入すれば式: となり、さらに式(25)を式(21)に代入すれば式: となる。
次いで、理想気体につきダルトンの法則が示すよう
に、時間tにおける物質iの濃度(モル分率) は次式によって示される: [式中、Rはガス定数であり、Tt、Ptおよびvtはそれぞ
れ時間tにおけるガスの温度、圧力および容積であ
る]。式(26)にRTt/PtVtを掛算しかつ(27)を置換
すれば、式: となり、 ここで: [式中、 は反応(7)による空気からのNOy損失の不存在下で存
在するスモッグの濃度を示す]。
式(28)は最大可能なスモッグ形成 よりも小さい の数値に当てはまるが、スモッグ最大に達した後にNOy
損失過程が持続して新たなスモッグは形成されない。こ
の場合、P7.2はもはや0.125の数値により近似しえな
い。ここで式: となる。式(16)を式(28)に代入すれば: となり、 ここで: 必要に応じ、概算:o FNO=1 および P=7.2 とすれば、式(29)は次式を与える: 要するに、空気中のスモッグ濃度 は第15実施態様のシステムおよび第3実施態様の方法に
より決定されると共に、式(16): から計算される。空気のNOy濃度も第4および第16実施
態様にしたがって測定することができ、スモッグ形成は
下式(29)により計算されるようにスモッグ除去過程 の不存在下で空気中に形成されるスモッグの概念濃度と
して現される: ここで: [式中、大抵の場合、oFNO=0.9 およびP7.2=0.125]。
空気中における最大可能なスモッグ形成は、反応
(6)および(7)の結合速度に対する反応(2)の速
度によって制御される。反応(6)および(7)がNO2
を消費して反応(3)が反応(2)を維持するのに充分
な濃度でNOを再生し得ない場合、スモッグ形成が削減さ
れて新たなスモッグ発生が最終的に止まる。かくして、
良好な近似にて空気中の最大可能なスモッグ形成 によって示され、ここで関数βは反応(6)および
(7)の結合速度に対する反応(2)の速度に依存し、
また都市領域に一般的に見られる組成の空気については
数値β=4によって近似させることができる。
式(19)および(27)を式(31)に代入すると共に再
配列すれば、観測値 として空気中に形成されるスモッグの最大可能濃度に対
する式が得られ、ここで は式(29)により与えられる: 空気中のスモッグの全最大可能濃度 は、スモッグ形成過程により空気中に形成されたスモッ
グの濃度とNO2として空気中に放出されたスモッグの濃
度との合計として規定される: ここで、 は空気中へのNO2放出の濃度である。
次いで式(9)、(10)、(11)および(27)から
式: が得られる。式(116)を式(115)に代入すれば、式: となり、式(31)を式(117)に代入すれば、式: が得られる。式(19)および式(27)により、式(11
8)は次のように現すことができる: ここで [式中、 は式(29)により示される]。
時間tにおけるスモッグ形成の程度 は次式によって示される: および 過剰NOの存在下における選択温度(T)および照明強度
(I)でのスモッグ形成の速度 は次式によって示される: ここで、IIIXNOおよびIXNOは第3および第1選択期間後
のNOの濃度であり、IItは第6および第18実施態様の第
2選択期間の持続時間である。速度 は、反応(2)および(6)によるNO消費の速度に対応
する。
反応(2)により発生したNO2は、さらに反応(3)
を介して反応し、次いでスモッグ形成はオゾン発生とし
て示される。過剰のオゾンが存在すれば、反応(3)お
よび(4)により維持される定常状態のNO濃度は低くな
り、次いで良好に近似してスモッグ形成から生ずるオゾ
ン濃度の増加は反応(2)により消費されたNOマイナス
反応(6)および(7)により消費されたNOxに定量的
に等しくなる。この場合、スモッグ形成の速度は次式に
よって示される: ここで、 は第3および第1選択期間後のオゾンの濃度であり、II
tは第7および第19実施態様の第2期間の持続時間であ
り、βは反応(6)および(7)により消費されたNOx
を考慮した記号である。典型的には、βの適する数値は
β=4である。
スモッグ形成の速度係数 は次式によって示される: ここで、ItおよびTtは第1もしくは第2または第13もし
くは第14実施態様における第2選択期間の際の照明強度
および温度である。f(Tt)は温度の関数であり、 は第1もしくは第2実施態様の方法および第13もしくは
第14実施態様のシステムとそれぞれ式(36)もしくは
(37)によって得られ、関数f(Tt)は次式によって充
分近似することができる: [式中、γは4.7の数値を有し、Tはケルビン温度であ
る]。
或いは、f(Tt)は所定範囲の温度にわたる の測定によって評価することもできる。
の数値は空気のROC含有量の濃度および性質に依存し、
次式となる: および [ここで、aROC(i)はROC(i)によるスモッグ形成の活
性係数であり、ROC(i)は個々のROCまたは種々のROC
の混合物とすることができる]。
スモッグ形成は次式によって記載される: ここで 選択量のスモッグ形成に要する時間;たとえば最大ス
モッグ形成のための時間(実施態様8および20);スモ
ッグ形成が生じた時間(実施態様9および21);または
空気中に所定量のスモッグを発生するのに要する時間
(実施態様10および22)は式(39)、(42)および(4
3)を介し選択もしくは測定されたItおよびTtにつき計
算することができる。
空気のオゾン濃度は次式によって示される: ここで、スモッグ濃度 は第11実施態様の方法および第23実施態様のシステムに
よって決定される。
空気が照明されると、空気中のオゾンおよび一酸化窒
素の濃度が相関して光の強度に依存する。反応(3)お
よび(4)にしたがって、次式: および NO+O3→NO2 (4) となり、ここで空気が照明されれば、NO2とO3との間で
酸素原子の急速な交換が生ずる。日光中で、反応(3)
および(4)の速度は反応(2)、(6)および(7)
の速度よりもずっと早い。したがって、反応(3)およ
び(4)の速度はほぼ等しくなり、すなわち次式とな
る: ここで、 はそれぞれ反応(3)および(4)の時間tにおける速
度係数であり、 は照明強度を含む。周囲空気につき、日光強度は一般に
式(64)につき当てはまるよう充分一定となる。
式(64)からNOxの規定(式(9))により、次式が
得られる: 式(124)を式(44)に代入すると共に再配列すれば次
式が得られる: 同様にして、 に関する式も誘導することができる: 周囲空気を模倣した天然の日光条件および濃度の下に
おけるスモッグ形成の実験的観察は、 が範囲外であれば式: となることを示し、ここで係数HおよびLに適する数値
はH=L=1/2であり、式(125)および(126)のk3
含む記号は の数値に対し小さい影響しか示さず、また暗所における
場合も同様である(すなわち これらの場合、式(125)は次式: もしくは まで単純化され、さらに式(126)は次式: もしくは まで単純化される。
によって示される領域内に入れば、周囲空気に適切な条
件下でのスモッグ形成の実験的検討は: を示す。
は式(70)により示される領域にある]この場合、式
(125)および(126)における に対する の代入が適しており、文献からのk4の数値を採用して の数値を評価することができる。
かくして、第12実施態様の方法および第24実施態様の
システムによる測定、並びに式(68)、(69)、(7
1)、(125)および(126)から、空気のオゾン濃度お
よび一酸化窒素濃度が決定される。
図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照して本発明のシステムおよび方
法を好適実施例につきさらに説明する。
第1図は空気中におけるスモッグ形成の速度係数を測
定するシステムのブロック図であり、 第2図は空気中のスモッグ濃度を決定するシステムの
ブロック図であり、 第3図は空気中のスモッグ形成の速度を決定すると共
に空気のROC濃度および空気中への事前のROC放出の全濃
度を決定するためのシステムのブロック図であり、 第4図は空気中のスモッグ形成の速度係数と、スモッ
グ濃度と、事前のスモッグ形成の量と、最大可能なスモ
ッグ濃度と、スモッグ形成の程度と、選択温度および照
明条件下でのスモッグ形成の速度と、空気のNOy、O3
よび一酸化窒素の濃度と、最大スモッグ形成に要する時
間と、空気のROC含有量と、空気中に予め導入されたRO
C、NOyおよびNOの全濃度と、空気中に予め導入されたNO
xのNO/NOx濃度比と、空気中への事前の全導入に関するR
OC/NOx濃度比と、スモッグ形成が生じた時間と、空気中
への事前のROC導入の平均時間と、空気中で選択量のス
モッグを発生するのに要する時間とを決定するための代
案システムのブロック図であり、 第5図は空気中におけるスモッグ形成の速度係数を測
定する他の代案システムのブロック図であり、 第6図は空気中にけるスモッグ形成の速度を決定する
代案システムのブロック図であり、 第7図は空気中におけるスモッグ形成の最大可能程度
を決定すると共に空気中におけるスモッグ形成の現在の
程度を決定するシステムのブロック図であり、 第8図は本発明のシステムに使用する好適な光反応器
の略図であり、 第9図は第8図の光反応器の縁部を示す略断面図であ
り、 第10図は好適な一酸化窒素分析器のブロック図であ
り、 第11図は半径方向流化学ルミネッセンス反応器と一緒
に好ましくは第10図の一酸化窒素分析器に使用される2
つの部品となる試料選択弁の部分断面平面図、並びにこ
の平面図のA−A線断面図であり、 第12図は第4図に示したシステムと同様でありかつ実
施例に使用したシステムのブロック図であり、 第13図は第12図に示したシステムの照明源を検量すべ
く使用した のプロット図である。
発明を実施するための最適方式および他の方式 第1図を参照して、空気中のスモッグ形成の速度係数
を決定するシステム10は、流入空気を濾過する空気フィ
ルタ11と、計量された量の濾過空気を結合器13に供給す
る計量供給注入器12とを備える。計量された過剰一酸化
窒素の量を、一酸化窒素フィルタ14を通過して計量供給
注入器15により注入された後に結合器13における濾過空
気と合体させる。その結果、過剰一酸化窒素/空気混合
物が結合器13で形成され、2つの別々の流れとして分配
される。注入器15における一酸化窒素の濃度は典型的に
は、結合器13により生じた混合物の容積が発生した空気
の容積に接近するよう、すなわち過剰一酸化窒素/空気
混合物を発生するのに要する一酸化窒素の容積が添加さ
れる空気の容積と比較して低くなるよう、すなわち一酸
化窒素の添加容積を演算目的で無視しうるよう高濃度に
する。
混合物を第1選択期間にわたり反応させて混合物中の
過剰の一酸化炭素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応
させる反応器16は、結合器13に作用連結される。
光反応器17も結合器13に作用連結される。照明源18は
光反応器17の周囲に作用配置されて、光反応器17内の混
合物を既知の温度および照明の条件の下で第2選択期間
にわたり照明する。照明源18からの照明は一定に保つこ
とができ、或いは予備選択もしくは選択された照明経過
にしたがって変化することができる。照明制御器/プロ
グマラ19を照明源18に作用連結すると共に、この目的で
照明センサを光ダイオード20と光度計21とで構成する。
温度センサ22を光反応器17および温度制御器/プログ
ラマ23に作用連結して、光反応器17内の混合物の温度を
決定する。光反応器17内の混合物の温度は照明に際し一
定に保つことができ、或いは変化させて監視することも
でき、或いは予備選択もしくは選択された温度経過にし
たがって温度制御器/プログラマ23により変化させるこ
ともでき、この温度制御器/プログラマは経路24および
25を介し光反応器17に作用連結させる。第3選択期間に
際し混合物の過剰の一酸化窒素をほぼ全部のオゾンと反
応させる反応器29を光反応器17と作用連結する。
一酸化窒素分析器26を反応器16に作用連結して点CIで
第1選択期間後の混合物の一酸化窒素の第1濃度を決定
すると共に、反応器29に作用連結して点CIIで第3選択
期間後の混合物の一酸化窒素の第2濃度を決定する。こ
の混合物を、分析器26およびベント27を介しシステムか
ら排気する。コンピュータ28を温度センサ22と光度計21
と分析器26とに作用連結して、一酸化窒素の第1および
第2濃度と既知の温度および照明条件と第2選択期間の
持続時間とから速度係数を計算する。
典型的には、反応器16は光反応器17および反応器29の
反応容器の組合せと同様な形態および容積であり、結合
器13からCIまで混合物が移動する滞留時間は結合器13か
らCIIまで移動するのに要する時間と同じである。この
手段により、CIおよびCIIにて得られる混合物は結合器1
3における共通の性質を有する。かくして、フィルタ11
に流入する空気の組成が急速変化する濃度の成分を含有
する場合、CIおよびCIIにおける混合物は同一組成の空
気からの共通の性質を有する。
空気中のスモッグ形成の速度係数は次のように決定す
ることができる。計量された量の空気を、フィルタ11お
よび注入器12を通過した後に結合器13に供給する。過剰
の一酸化窒素を、フィルタ14と注入器15とを通過した後
に結合器13における空気に添加して、過剰一酸化窒素/
空気混合物を結合器13で生成させる。この混合物を反応
器16および光反応器17に移送する。この混合物を反応器
16内で第1選択期間にわたり反応させ、混合物における
過剰の一酸化窒素を混合物におけるほぼ全部のオゾンと
反応させる。混合物の一酸化窒素の第1濃度は、次いで
点CIにて分析器26により測定される。
混合物を光反応器17内で、選択された既知の温度およ
び照明条件の下で第2選択期間にわたり照明する。照明
後、混合物を反応器29内で第3選択期間にわたり反応さ
せる。混合物の一酸化窒素の第2濃度を、点CIIにて第
3選択期間の後に分析器26によって測定する。好ましく
は、第1期間の持続時間は第2および第3期間の全持続
時間に等しい。次いで速度係数を、それぞれ第1および
第2の一酸化窒素濃度IXNOおよびIIIXNOと既知の温度
(T)および照明(I)の条件と第2選択期間の持続時
間(IIt)とからコンピュータ28によって計算し、ここ
でスモッグ形成の速度は反応(2): RO2+NO→NO2 (2) による単位時間当りの一酸化窒素の消費として規定さ
れ、ここでNO2は主として二酸化窒素を示すだけでなく
有機ナイトレートおよび他の微量の窒素質生成物をも示
す。
第1に、光反応器17におけるスモッグ形成の速度 を式(36)にしたがって計算し、次式によっては添加一
酸化窒素と混合することによる空気の希釈につき補正す
る: ここでv12およびv15はそれぞれ注入器12および15により
特定時間にわたり注入された気体の容積であり、v12
>v15であれば(v12+v15)/v12は数値1によって近似
させることができ、また連続流動系および連続的に充分
混合された光反応器17につき光反応器17における滞留時
間(IIt)は次式によって示され:II t=v17/f17 (51) ここでv17は光反応器17の容積であり、f17は光反応器17
を通過する混合物の容積流量である。
次いで速度係数 を光反応器17の既知の照明および温度条件と の数値とから式(38): および式(39): を適用して計算する[式中、γは4.7の数値を有し、Tt
は光反応器17の温度であってケルビン度であり、Itは光
反応器17内の照明強度である]。
第2図を参照して、空気中のスモッグ濃度を決定する
システム50は流入空気を濾過する空気フィルタ51と、計
量された量の濾過空気を結合器53に供給する計量供給注
入器テ52とを備える。計量された過剰一酸化窒素の量
を、一酸化窒素フィルタ54と計量供給注入器55とを介し
結合器53で濾過空気と合体させる。その結果、過剰一酸
化窒素/空気混合物が結合器53で形成される。
注入器55における一酸化窒素の濃度は典型的には、過
剰一酸化窒素/空気混合物を生成させるのに要する一酸
化窒素の容積が合体させる空気の容積と比較して少くな
るように高くし、したがって必要に応じ添加される一酸
化窒素の容積を演算目的で無視することができる。
混合物を選択期間にわたり反応させて過剰の一酸化窒
素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応させうる反応器
56は、結合器53に作用連結される。一酸化窒素分析器57
を反応器56に作用連結して、混合物の一酸化窒素濃度を
点BIにて測定する。分析器57をコンバータ58を介し反応
器56に作用連結し、このコンバータは混合物中の全NOy
を一酸化窒素まで変換させ、混合物のNOy濃度を点BIIで
一酸化窒素として決定しうるようにする。この混合物を
分析器57およびベント58を介しシステムから排気する。
コンピュータ59を分析器57と作用連結して、NOy濃度と
一酸化窒素濃度とからスモッグ濃度を計算する。
空気中のスモッグの濃度は次のように測定することが
できる。計量された量の空気を、フィルタ51と注入器52
とに通過させた後に結合器53に供給する。過剰の一酸化
窒素を、フィルタ54と注入器55とを通過した後に結合器
53で空気に添加して、過剰一酸化窒素/空気混合物を結
合器53にて生成させる。
この混合物を反応器56に移送し、ここで選択期間にわ
たり反応させ、混合物中の過剰の一酸化窒素を混合物中
のほぼ全部のオゾンと反応させる。次いで、混合物の一
酸化窒素濃度を点BIにて分析器57により測定する。次い
で、混合物のNOy濃度を、コンバータ58の通過後に点BII
で一酸化窒素として測定する。次いでスモッグの濃度
を、NOy濃度と一酸化窒素濃度とからコンピュータ59に
より計算する。
スモッグの濃度は、反応(2): RO2+NO→NO2 (2) により消費された一酸化窒素の全濃度であり、このよう
に消費された一酸化窒素は反応(3): によって再生しうるが、空気に対する過剰の一酸化窒素
の添加は反応器56内で反応を生ぜしめて式(3)により
予め再生された一酸化窒素が反応(4): NO+O3→NO2 (4) によって消費されるようにする。
スモッグの濃度 は式(16)である下式(52)によって計算され、添加一
酸化窒素と混合して空気の希釈につき補正す: [式中、 はBIIにおける一酸化窒素の濃度であり、かつIXNOはBI
における一酸化窒素の濃度であり、v52およびv55はそれ
ぞれ注入器52および55により特定時間で注入されたガス
の容積である]。
第3図を参照して、選択された温度および照明の条件
下における空気中のスモッグ形成の速度と、空気のROC
濃度と、空気中への事前のRPC放出の全濃度とを決定す
るシステム70は、流入空気を濾過する空気フィルタ71
と、計量された量の濾過空気を結合器73に供給する計量
供給注入器72とを備える。計量された量の過剰の一酸化
窒素を、一酸化窒素フィルタ74を通過しかつ計量供給注
入器75により結合器73中に注入された後に、結合器73に
て濾過空気と合体させる。次いで、この混合物を2つの
別々の流れを介し分配する。
注入器75における一酸化窒素の濃度は典型的には、過
剰一酸化窒素/空気混合物を生成させるのに要する一酸
化窒素の容積が合体される空気の容積と比較して少くな
り、添加一酸化窒素の容積を演算目的で無視しうるよう
に高くする。
混合物を第1選択期間にわたり反応させて混合物中の
過剰の一酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応
させうる反応器76を結合器73に作用連結させる。
さらに、光反応器77も結合器73に作用連結させる。照
明源78を光反応器77の周囲に作用配置して、光反応器77
における混合物を選択された温度および照明の条件下で
第2選択期間にわたり照明する。照明源78からの照明は
一定に保つことができ、或いは予備選択もしくは選択さ
れた照明経過にしたがって変化させることができる。照
明制御器/プログラマ79を照明源78に作用連結すると共
に、この目的で照明センサを光ダイオード81と光度計80
とで構成する。
温度センサ82を光反応器77と温度制御器/プログラマ
86とに作用連結して、光反応器77における混合物の温度
を決定する。光反応器77における混合物の温度は照明に
際し一定に保つことができ、或いは変化させて監視する
こともでき、或いは経路84および85を介し光反応器77に
作用連結された温度制御器/プログラマ82により予備選
択もしくは選択温度経過にしたがって変化させることも
できる。
第3選択期間に際し混合物の過剰一酸化窒素をほぼ全
部のオゾンと反応させる反応器89を光反応器77に作用連
結する。
一酸化窒素分析器86を反応き76に作用連結して第1選
択期間後における混合物の第1の一酸化窒素濃度をCIに
て決定すると共に、反応器89に作用連結して第3選択期
間後における混合物の一酸化窒素の第2濃度を点CIIに
て決定する。混合物を分析器86およびベント87を介しシ
ステムから排気する。
好ましくは、反応器76は光反応器77および反応器89の
反応容器の組合せと同じ形態および容積であり、混合物
が結合器73からCIまで通過する滞留時間は混合物の他の
部分が結合器73からCIIまで移動する時間と同じであ
る。
コンピュータ88を分析器86に作用連結して、第1およ
び第2の一酸化窒素濃度と第2選択期間の持続時間と空
気のROC濃度とから速度を決定すると共に、第1および
第2の一酸化窒素濃度から空気中への事前のROC放出の
全濃度を計算する。
空気中のスモッグ形成の速度は次のように決定するこ
とができる。計量された量の空気を、フィルタ71と注入
器72とを通過した後に結合器73に供給する。過剰の一酸
化窒素をフィルタ74と注入器75とを通過した後に結合器
73にて空気に添加し、過剰一酸化窒素/空気混合物を結
合器73で生成させる。この混合物を反応器76および光反
応器77に移送する。混合物を反応器76内で第1選択期間
にわたり反応させ、混合物中の過剰の一酸化窒素を混合
物中のほぼ全部のオゾンと反応させる。次いで、混合物
の一酸化窒素の第1濃度を分析器86により点CIで測定す
る。混合物を光反応器77内で選択温度および照明条件下
で第2選択期間にわたり照明すると共に、さらに反応器
89内で第3選択期間にわたり反応させる。混合物の第2
の一酸化窒素濃度を、第3選択期間の後に点CIIにて分
析器86により測定する。好ましくは、第1期間の持続時
間は第2および第3期間の全持続時間に等しい。
次いで、選択された温度および照明の条件下における
速度 を、第1およひ第2の一酸化窒素濃度(それぞれIXNO
よびIIIXNO)と第2選択期間の持続時間(IIt)とから
コンピュータ88によって計算する。
スモッグ形成の速度は反応(2): RO2+NO→NO2 (2) の速度として測定され、ここでNO2は主として二酸化窒
素を示すが有機ナイトレートおよひ他の微量の窒素質生
成物をも示す。速度は、過剰の一酸化窒素が空気中に存
在する際の光反応器77における一酸化窒素の消費から式
(36)を用いて計算され、明かに式: によって示され、ここて連続流動する系および連続的に
充分混合された光反応器77につき光反応器77内の滞留時
間は式:II t=v77/f77 (54) によって示され、ここでv77は光反応器77の容積であ
り、f77は光反応器77を通過する混合物の流速であり、v
72およびv75はそれぞれ注入器72および75により特定時
間当りに注入されたガスの容積である。
空気のROC濃度および空気中への事前のROC放出の全濃
度は、次のように決定することができる。計量された量
の空気を、フィルタ71と注入器72とを通過した後に混合
器73に供給する。過剰の一酸化窒素をフィルタ74と注入
器75とを通過した後に結合器73における空気に添加し、
過剰一酸化窒素/空気混合物を結合器73で生成させる。
この混合物を反応器76と光反応器77とに移送する。混合
物を反応器76にて第1選択期間にわたり反応させ、ここ
で混合物中の過剰の一酸化窒素を混合物中のほぼ全部の
オゾンと反応させる。次いで、混合物の一酸化窒素の第
1濃度を点CIにて分析器86により測定する。混合物を光
反応器77内で選択された温度および照明の条件下に第2
選択期間にわたり照明すると共に、さらに反応器89にて
第3選択期間にわたり反応させる。混合物の一酸化窒素
の第2濃度を、第3選択期間の後に点CIIにて分析器86
により測定する。好ましくは、第1期間の持続時間は第
2および第3期間の全持続時間に等しい。分析のため空
気のそれを代表する既知のROC濃度およびROC組成を有す
る計量された量の基準空気を、フィルタ71と注入器72と
を通過した後に結合器73に供給する。過剰の一酸化窒素
をフィルタ74と注入器75とを通過した後に結合器73で基
準空気に添加して、過剰一酸化窒素/基準空気混合物を
結合器73で生成させる。この基準混合物を反応器76と光
反応器77とに移送する。基準混合物を反応器76にて第1
選択期間にわたり反応させ、ここで基準混合物における
過剰の一酸化窒素を基準混合物におけるほぼ全部のオゾ
ンと反応させる。次いで、基準混合物における第1の一
酸化窒素濃度を分析器86により点CIにて測定する。基準
空気を光反応器77にて選択された温度および照明の条件
下に第2選択期間にわたり照明すると共に、さらに反応
器89内で第3選択期間にわたり反応させる。基準混合物
の第2の一酸化窒素濃度を第3選択期間の後に点CIIに
て分析器86により測定する。第1、第2および第3期間
の持続時間、並びに光反応器77における選択された温度
および照明条件は、システム70に対する空気および基準
空気の両者の通過に際し同一に維持される。
空気のROC濃度 および空気中への事前のROC放出の全濃度 は、空気混合物の第1および第2の一酸化窒素濃度(そ
れぞれIXNOおよびIIIXNO)と基準空気混合物の第1およ
び第2の一酸化窒素濃度 と基準空気のROC濃度 とからコンピュータ88により計算する。
過剰の一酸化窒素の存在下に、一酸化窒素は反応器内
の空気のROC濃度に比例して光反応器77内で消費され
る。空気のROC濃度は、既知のROC濃度を有する基準空気
により同じ条件下で消費される一酸化窒素と比較して空
気により消費された一酸化窒素から式(128)により計
算される: ROC物質による反応の生成物もROC物質であり、都市空
気を代表するROC組成につき生成物ROCは反応体ROCと同
様な光化学反応性を有し、少くとも晴天日に大気中で生
じうる反応の程度に良好に近似する。事前のROC放出の
反応性が保持されると、事前のROC放出の全濃度は次式
によって示される: 第4図を参照して、スモッグ形成の速度係数と、スモ
ッグ濃度と、事前のスモッグ形成の量と、最大可能なス
モッグ濃度と、空気中のスモッグ形成の程度と、選択さ
れた温度および照明の条件下におけるスモッグ形成の速
度と、空気のNOy、オゾンおよび一酸化窒素の濃度と、
選択された温度および照明の条件下における空気中の最
大スモッグ形成に要する時間と、空気のROC含有量と、
空気中に予め導入されたROCの全濃度と、空気中に予め
導入されたNOyの全濃度と、空気中に予め導入された一
酸化窒素の全濃度と、空気中に予め導入されたNOxのNO/
NOx濃度比と、空気中に予め導入された全ROCおよび全NO
xのROC/NOx濃度比と、スモッグ形成が生じた時間と、空
気中に予め導入されたROCの平均時間と、選択された温
度および照明の条件下に空気中で選択量のスモッグを発
生するのに要する時間とを決定するためのシステム100
は、流入空気を濾過する空気フィルタ101と、計量され
た量の濾過空気を結合器103に供給すると共に第2の計
量された量をAIおよびNOyコンバータ120に供給する計量
供給注入器102とを備える。計量された量の過剰の一酸
化窒素を、一酸化窒素フィルタ104を通過して計量供給
注入器105により注入された後に、濾過空気と結合器103
で合する。その結果、過剰一酸化窒素/空気混合物が結
合器103で形成されて、3種の別々の流れを介しそこか
ら分配される。
混合物を第1選択期間にわたり反応させて混合物中の
過剰の一酸化窒素を混合物中のほぼ全部のオゾンと反応
させうる反応器106を、結合器103および反応器106Aと作
用連結させる。さらに光反応器107も結合器103に作用連
結する。照明源108を光反応器107周囲に作用配置して、
光反応器107内の混合物を既知の温度および照明条件下
で第2選択期間にわたり照明する。照明源108からの照
明は一定に保つことができ、或いは予備選択もしくは選
択された照明経過にしたがって変化させることもでき
る。照明制御器/プログラマ110を照明源108に作用連結
すると共に、照明センサを光ダイオード111と光度計109
とによりこの目的で構成する。
照明強度は、センサ111および光度計109により或いは
検量により照明強度の絶対測定値を介して決定すること
ができる。照明強度の検量は、フィルタ101に対するス
モッグ形成の既知の速度係数の空気供給と、光反応器10
7における既知の空気/一酸化窒素混合物の滞留時間
と、光反応器の温度と、CIおよびCIIにおける一酸化窒
素濃度とを与えて達成することができる。
第3選択期間に際し過剰の一酸化窒素を混合物におけ
るほぼ全部のオゾンと反応させる反応器116は、光反応
器107に作用連結される。
一酸化窒素分析器117を反応器106Aに作用連結して第
1選択期間後の混合物の一酸化窒素第1濃度を点CIにて
測定すると共に、反応器116に作用連結して第3選択期
間後の混合物の一酸化窒素第2濃度を点CIIにて測定す
る。反応器106および106Aはそれぞれ光反応器107と反応
器116との組合アセンブリーと同様な形態および配置を
有し、この手段により結合器103から点CIまで移動する
混合物の部分の混合過程および滞留時間は結合器103か
ら点CIIまで移動する混合物の部分とほぼ同じとなり、
したがってCIおよびCIIでの任意の時点における混合物
組成が結合器103における共通混合物の部分を最初に形
成した空気に適するよう確保する。この特徴は、フィル
タ101を通過する空気の組成が変動しうる場合に特に有
用である。
混合物を第4選択期間にわたり反応させて混合物の過
剰の一酸化窒素を混合物におけるほぼ全部のオゾンと反
応させうる反応器118を結合器103に作用連結する。分析
器117を反応器118に作用連結させて、混合物の一酸化窒
素濃度を点BIにて測定する。分析器117をさらに反応器1
18にNOyコンバータ119を介し作用連結して、混合物のNO
y濃度を点BIIで測定する。さらに分析器117を注入器102
に作用連結して、空気の一酸化窒素濃度を点AIにて決定
する。さらに分析器117をNOyコンバータ120を介し注入
器102に作用連結させて、空気のNOy濃度を点AIIで測定
する。混合物と空気とを分析器117およびベント121を介
しシステムから排気する。コンピュータ122を温度セン
サ112と光度計109と分析器117とに作用連結させる。さ
らにコンピュータ122を温度センサ123と照明センサ124
とに作用連結させる。温度センサ123を配置してシステ
ム100による分析の前に周囲空気の温度を決定し、さら
に照明センサ124を配置して周囲空気における日光光線
を決定する。
必要に応じ、硝酸洗浄器125をコンバータ120における
入口に連結する共に硝酸洗浄器126をコンバータ119の入
口に連結して、硝酸蒸気をそれぞれ空気と混合物とから
コンバータ119および120に流入する前に除去する。
コンピュータ122は作用連結されたセンサおよび分析
器からの信号を処理して次のように計算する:CIおよびC
IIにおける一酸化窒素濃度と、光反応器107の既知の温
度および照明条件と、第2選択期間の持続時間とから空
気中のスモッグ形成の速度係数を計算し;BIおよびBIIに
おける一酸化窒素濃度から空気中のスモッグの濃度を計
算し;AII、BIおよびBIIにおける一酸化窒素の濃度から
事前のスモッグ形成の量を計算し;AII、BIおよびBIIで
測定された一酸化窒素濃度から空気の最大可能なスモッ
グ濃度を計算し;AII、BIおよびBIIで測定された一酸化
炭素の濃度から空気中のスモッグ形成の程度を計算し;C
IおよびCIIで測定された一酸化窒素濃度と第2選択期間
の持続時間とから、選択された温度および照明の条件下
におけるスモッグ形成の速度を計算し;AIIで測定された
一酸化窒素濃度から空気のNOy濃度を計算し;AI、BIおよ
びBIIで測定された一酸化窒素濃度から空気のオゾン濃
度を測定すると共にAIで測定された一酸化窒素濃度から
空気の一酸化窒素濃度を測定し(或いは)AII、BIおよ
びBIIで測定された一酸化窒素濃度とセンサ123にて測定
された空気の温度とセンサ124にて日光の照明強度とか
ら空気のオゾンおよび一酸化窒素濃度を計算し;AII、B
I、BII、CIおよびCIIにて測定された一酸化窒素濃度と
第2選択期間の持続時間とから照明および温度の選択条
件下における空気中の最大スモッグ形成に要する時間を
計算し;AII、BI、BII、CI、CIIで測定された一酸化窒素
濃度と第2選択期間の持続時間とセンサ112で測定され
た温度とセンサ111で測定された照明強度と空気中のス
モッグ形成が生じた選択期間の持続時間にわたりそれぞ
れセンサ123および124により監視された空気の温度およ
び照明とから、空気中のスモッグ形成が生じた時間(こ
の時間は照明および温度条件が既知である選択期間と実
質的に同じでありまたはその範囲内であり、選択期間の
終了は前記時間の終了と一致する)を計算し;AII、BI、
BII、CIおよびCIIで測定された一酸化窒素濃度と第2選
択期間の持続時間とセンサ112で測定された温度とセン
サ111で測定された照明強度と空気の温度および照明の
選択条件とスモッグの選択量とから、温度および照明の
選択条件下における空気中の選択量のスモッグの発生に
要する時間を計算し;CIおよびCIIにおける一酸化窒素濃
度とセンサ112で測定された温度とセンサ111で測定され
た照明強度と第2選択期間の持続時間とから空気のROC
含有量を計算し;上記で決定された空気のROC含有量か
ら、空気中に予め導入されたROCの全濃度を計算し;AII
で測定された一酸化窒素濃度から空気のNOy濃度を計算
し;AI、AII、BIおよびBIIで測定された一酸化窒素濃度
から或いはAII、BIおよびBIIで測定された一酸化窒素濃
度とセンサ123で測定された空気の温度とセンサ124で測
定された日光の照明強度とから、空気中に予め導入され
たNOxおよびNOyの全濃度を計算し;AI、AII、BIおよびBI
Iで測定された一酸化窒素濃度またはAIIおよびBIIで測
定された一酸化窒素濃度とセンサ123で測定された空気
の温度とセンサ124で測定された日光の照明強度とか
ら、空気中に予め導入された一酸化窒素の全濃度を計算
し;AI、AII、BIおよびBIIで測定されたNO濃度とセンサ1
23で測定された空気の温度とセンサ124で測定された日
光の照明強度とから、空気中に導入されたNOxのNO/NOx
濃度比(ofNO)を計算し;AII、BI、BII、CIおよびCIIで
測定された一酸化窒素濃度とセンサ112で測定された温
度とセンサ111で測定された照明強度と第2選択期間の
持続時間とさらにAIで測定されたNO濃度または温度セン
サ123で測定された空気の温度とセンサ124で測定された
日光の照明強度とから、空気中に予め導入された全ROC
および全NOxのROC/NOx濃度比を計算し;AII、BI、BII、C
IおよびCIIにおける一酸化窒素の濃度と温度センサ123
で測定された空気の温度−時間経過と日光照明センサ12
4で測定された空気の照明強度−時間経過とAIで測定さ
れたNO濃度、或いは空気をサンプリングする時点でセン
サ123にて測定された空気温度と空気をサンプリングす
る時点でセンサ124にて測定された照明強度とから、空
気中への事前のROC導入の平均時間を計算する。
空気中におけるスモッグ形成の速度係数は次のように
決定することができる: 計量された量の空気を、フィルタ101と注入器102とを
通過した後に結合器103に供給する。過剰の一酸化窒素
をフィルタ104と注入器105とを通過した後に結合器103
における空気に添加して、過剰一酸化窒素/空気混合物
を結合器103にて生成させる。計量された量の混合物を
反応器106および106A、並びに光反応器107に移送する。
混合物を反応器106および106A内で第1選択期間にわた
り反応させて、混合物における過剰の一酸化窒素を混合
物におけるほぼ全部のオゾンと反応させる。次いで、混
合物の第1の一酸化窒素濃度を分析器117により点CIに
て測定する。この混合物を光反応器107内で既知の温度
および照明条件下に第2選択期間にわたり照明し、次い
で反応器116に移送する。混合物を反応器116内で第3選
択期間にわたり反応させて、混合物における過剰の一酸
化窒素をほぼ全部のオゾンと反応させる。
混合物の第2の一酸化窒素濃度は、第3選択期間後に
点CIIにて分析器117により測定される。次いで速度係数
を、第1および第2の一酸化窒素濃度と光反応器107の
既知の温度および照明条件と第2選択期間の持続時間と
からコンピュータ122により計算する。
システム100において、必要に応じ反応器106および10
6A並びに反応器118は同じ反応器であり、したがって点B
IおよびCIは同じ点となるが、異なる容積の別々の反応
器を反応器106および106A並びに反応器118として用いる
利点が存在する。何故なら、好ましくは反応器106およ
び106Aにおける混合物の滞留時間は反応器107および116
における混合物の組合せ滞留時間と同じとなり、光反応
器107における滞留時間は10分間程度となって好適であ
り、光反応器107における滞留時間が長い程、スモッグ
形成の速度およびスモッグ形成の速度係数を決定するた
めのシステム100の感度が大となるからである。反応器1
18における混合物の好適な滞留時間は光反応器107にお
ける好適な滞留時間よりも短く1分間程度であり、さら
に反応器118における混合物の滞留時間はオゾンと過剰
の一酸化窒素との反応が反応器118内で実質的に完結す
るのと一致する程度に短くするのが好適である。これ
は、特にフィルタ101における空気の組成が急速に変化
する場合に望ましい。何故なら、点AIおよびAIIを介し
フィルタ101から分析器117まで供給される空気が点BIお
よびBIIを介しフィルタ101から分析器117まで供給され
る空気と同じ組成を有するほど接近するからである。こ
れは、さらに点AおよびBで測定される混合物に基づ
き、システム100により決定されるオゾン濃度の一時的
数値が源泉として異なる組成の空気を有する可能性を最
小化させる。
空気中におけるスモッグ形成の速度係数は、光反応器
107における反応(2): RO2+NO→NO2 (2) によって消費される一酸化窒素の測定により決定され
る。反応(2)により生成される二酸化窒素はさらに光
反応器107で反応を受けて、オゾンを発生すると共に反
応(3): によって一酸化窒素を再生する。反応(3)により再生
された一酸化窒素は、さらに反応(4): NO+O3→NO2 (4) によって光反応器107内で或いは次いで反応器116にて過
剰の一酸化窒素と反応する。光反応器107におけるROC物
質の光反応によって消費された一酸化窒素は、点CIIとC
Iとにおける混合物の一酸化窒素濃度の差である。光反
応器107におけるスモッグ形成の速度 は式(36)により計算され、添加一酸化窒素との混合に
よる空気の希釈につき補正され、これは式: [式中、IIIXNOはCIIで測定された一酸化窒素濃度であ
り、かつIXNOは分析器117によりCIで測定された一酸化
窒素濃度であり、v102およびv105は特定時間に際し結合
器103中に注入器102および105によりそれぞれ注入され
たガスの容積である] により現される。必要に応じ、V102>>V105であって
(v102+v105)/v102が数値1で近似することができ、
さらに連続流過システムおよび連続的に充分混合された
光反応器107につき光反応器107における滞留時間
IIt)は式:II t=v107/f107 (56) によって示され、ここでv107は光反応器107の容積であ
り、f107は結合器103により供給されると共に光反応器1
07を通過する混合物の容積流量である。
速度係数 は光反応器107の照明および温度条件と の数値とから式(38): および式(39): [式中、γは4.7の数値を表し、かつ光反応器107の温度
(Tt)はケルビン度であり、Itは光反応器107内の照明
強度である] を適用して計算される。
空気中のスモッグの濃度は、次のように決定すること
ができる。
計量された容量の空気を、フィルタ101と注入器102と
を通過した後に結合器103に供給する。計量された容積
の過剰の一酸化窒素をフィルタ104と注入器105とを通過
した後に結合器103における空気に添加して、過剰一酸
化窒素/空気混合物を結合器103にて生成させる。この
混合物を反応器118に移送する。混合物を反応器118内で
第4選択期間にわたり反応させて、混合物における過剰
の一酸化窒素を混合物におけるほぼ全部のオゾンと反応
させる。次いで、混合物の第3の一酸化窒素濃度を点BI
にて分析器117により測定する。反応器118からの混合物
を一酸化窒素コンバータ119に供給し、ここで混合物中
のNOyを一酸化窒素に変換させる。この混合物をコンバ
ータ119から点BIIまで供給し、一酸化窒素の第4濃度を
分析器117により測定する。次いで、空気中のスモッグ
濃度を第3および第4の一酸化窒素濃度からコンピュー
タ122によって計算する。
上記したように、空気のスモッグ濃度はオゾンおよび
NOyの濃度の合計マイナスNOの濃度であり、 は時間tにおける空気中のスモッグの濃度である。その
結果、 は二酸化窒素と二酸化窒素の反応により生成した空気中
の物質を含有する他の気相窒素、すなわち反応(3)お
よび(6): の濃度に等しい。過剰の一酸化窒素を空気に添加すれ
ば、反応(3)により消費される二酸化窒素は反応
(4)により発生するオゾンから反応(4): NO+O3→NO2 (4) により再生されて、空気中のスモッグ濃度 を点BIIと点BIとにおける一酸化窒素濃度の差から式(5
7): によって計算することができ、ここでBIIXNOおよびBIX
NOはそれぞれ点BIIおよびBIにおける一酸化窒素の濃度
であって分析器117により測定され、v102およびv105
特定時間に際しそれぞれ注入器102および105によって結
合器103に注入されたガスの容器である。
選択された温度および照明条件下における空気中のス
モッグ形成の速度は次のように決定することができる。
計量された量の空気を、フィルタ101と注入器102とを
通過した後に結合器103に供給する。過剰の一酸化窒素
をフィルタ104と注入器105とを通過した後に結合器103
内の空気に添加して、過剰一酸化窒素/空気混合物を結
合器103にて生成させる。計量された量の混合物を反応
器106および106A並びに光反応器107に移送する。この混
合物を反応器106および106Aにて第1選択期間にわたり
反応させ、混合物における過剰の一酸化窒素を混合物に
おけるほぼ全部のオゾンと反応させる。次いで、混合物
の第1の一酸化窒素濃度を点CIにて分析器117により測
定する。混合物を光反応器107にて選択された温度およ
び照明の条件下に第2選択期間にわたり照明し、次いで
反応器116に移送する。混合物を反応器116内で第3選択
期間にわたり反応させ、混合物における過剰の一酸化窒
素をほぼ全部のオゾンと反応させる。
光反応器107の選択された温度および照明の条件下に
おける空気中のスモッグ形成の速度は反応(2)の速度
であり、或いは式(60): となる。
式(60)は次の考慮から得られる: の数値は小さくかつ0に近づき、したがってこれら計算
の目的で一酸化窒素濃度は次の数値を有することができ
る: さらに、 となり、かつ式(31)によって式: が得られる。
空気中におけるスモッグの濃度は反応(2)を介して
生成された成分の他の成分、すなわちNOxの放出物に存
在するNO2として空気中に直接放出されたスモッグ(す
なわち を有する。
式(9)、(10)、(11)および(27)から式: が得られる。
空気の最大可能なスモッグ濃度は であり、 これは式(120)および(121)に基づき式(118): によって示される。
次いで である場合は、式(17)、(18)および(27)から空気
のオゾン濃度は式: によって示される。式(118)を式(122)に代入すれ
ば、 すなわち: として与え、かつ式(123)を再配列して を独立変数とすることにより式(60)を得る。
空気中の事前のスモッグ形成の量は式(29)、(3
1)、(57)、(58)および(62)にしたがって式(6
1)により計算される: もしくは [式中、β、oFNOおよびP7.2は独立して決定された係数
であり、大抵の場合、都市領域に一般的に見られるよう
な組成の空気に一致し、次の数値を与えることができ
る: β=4o FNO=0.9 P7.2=0.125]。
P7.2の数値は反応(7)および(2)の相対速度の関
数である。しかしながら反応(7)の速度は、NO2とRO2
との反応の生成物分配が変化するにつれて変化すること
ができる。或る場合、硝酸(すなわち反応生成物の1
種)が気相中に残留し或いは生成する硝酸の変動比率を
できれば吸着により非ガス状物質に組込みうる。P7.2
数値に対する生成物分配のこの変動の作用は、必要に応
じシステム中に硝酸洗浄器125および126を組込んだ最小
化させることができる。洗浄器125および126を備えれ
ば、硝酸はNOyの規定から排除される。適する硝酸洗浄
器は多孔質ナイロン膜もしくはナイロンチューブであっ
て、ここに試料と混合物とを通過させる。ナイロン表面
は空気から硝酸を除去する。かくして硝酸がコンバータ
120および121に先立って除去されれば、反応(7)およ
び(2)の相対速度は変動が少くなるが、反応(7)の
速度は増大する。硝酸洗浄器をシステム100に組込め
ば、空気中における事前のスモッグ形成に関する大抵の
決定につき約P7.2=0.25の数値が適する。
空気中の最大可能なスモッグ濃度 は、空気中の の決定値から式(31)にしたがって計算することができ
る: スモッグ形成の最大可能な量と比較して時間tにより
発生したスモッグの比率である時間tにおける空気中の
スモッグ形成の程度 は、それぞれ式(61)および(31)による から式(35): によって決定することができる。システム100は空気の
一酸化窒素濃度およびオゾン濃度の他の決定方法を与
え、これらは次の通りである:空気の照明強度はセンサ
124により測定され、空気の温度はセンサ123により測定
される。
一酸化窒素濃度およびオゾン濃度は、先ず最初にNOx
光分解の既知係数とセンサ124により測定された照明強
度とセンサ123により測定された温度とから反応(3)
の速度係数 を計算することにより決定される。
が0であれば、一酸化窒素濃度およびオゾン濃度はそれ
ぞれ式(68)および(69)並びにそれぞれ上記したよう
に得られた の数値により計算される。
の数値は上記したように得られ、 の領域は式(70)により決定される。
の数値が式(70)の範囲外になれば、一酸化窒素濃度お
よびオゾン濃度はそれぞれ式(68)および(69)にした
がって計算される。
が式(70)により特定された範囲内となれば、反応
(4)の速度係数は既知の速度パラメータとセンサ123
により測定された温度とから計算される。空気の一酸化
窒素およびオゾン濃度は の数値からそれぞれ式(125)および(126)並びにそれ
ぞれ式(73)および(74)により式(71)にしたがって
計算される: 式(73)および(74)の真の領域は が範囲 の場合であり、さらに式(70)は式: によって充分近似させることができる。
選択された温度および照明の条件下における実際のス
モッグ形成の期間に続く空気中の最大スモッグ形成に要
する時間は、次のように決定することができる: の数値は上記のように決定され、さらに空気の最大可能
なスモッグ濃度は式(31)にしたがって計算される: 最大スモッグ濃度を発生のに要する追加スモッグ形成の
は式(79)にしたがって計算される: 時間(t2−t1)[ここでt1は開始時点であり、t2に等しいスモッグの量を形成する完了時点である]は上
記のように決定されたスモッグ形成の速度係数から決定
され、選択された温度および照明条件につき式(39)、
(42)および(43)にしたがって(t2−t1)に関し式
(80)を解くことによって計算される: [ここでγの適する数値は4.7である]。
空気中のスモッグ形成が生じた時間(tt−to)、すな
わち選択された期間の終了が形成時間の終了と一致する
選択期間と実質的に同じまたはその範囲内にある時間
は、次のように決定することができる。選択期間の持続
時間については、空気の照明強度をセンサ124により測
定すると共に空気の温度をセンサ123によって測定す
る。選択期間(tt)の終了時にて、空気中のスモッグ形
成の速度係数 と空気中のスモッグ形成の量 と空気中へのNOyの事前の放出量 とを上記のように決定する。この時間(tt−to)は、こ
れは式(27)、(39)、(42)および(43)にしたがう
数値から(tt−to)に対する式(81)を解いて計算す
る: ここで その際 または かつ 式(81)により決定される時間は、空気の全ROCが前
記時間の開始時に存在するという条件に依存する。そう
でない場合、決定された開始時点toは、ROCを空気中に
導入した時間の平均である。条件 がこの時間の際に満たされれば、最大可能なスモッグ形
成に達しかつ決定される時間は最小期間となる。何故な
ら、スモッグ形成の最大程度が選択期間の終了に先立つ
不定の時間にわたり存在するからである。
必要に応じ、選択期間の際の空気の軌跡および移動速
度が既知であれば、スモッグ形成が生じた時間をこの状
態と組合せて用いることにより、時間t=toにおける空
気の位置に相当するROC放出源の位置を推定することが
できる。
選択された温度および照明の条件下における空気中の
選択されたスモッグ量(selectXsmog)の発生に要する
時間(tt〜tm)は、次のように決定することができる。
の数値は上記のように決定される。選択されたスモッグ
量は式(82)にしたがい、選択されたスモッグ量が可能
なスモッグ量の範囲内にあるかどうかを決定して試験さ
れる: 式(82)が合わなければ、選択されたスモッグ量の発
生に要する時間は不定となる。何故なら、選択量は空気
から発生しうる量よりも大きいからである。
式(82)が正しければ、時間(tt〜tm)はtmに対する
式(83)を解いて計算される: [式中、ttはスモッグ形成の開始時間であり、tmは空気
中の選択量のスモッグ発生が達成される時間であり、係
数γに適する数値は4.7である]。
空気のROC含有量 は次のように決定することができる。空気中のスモッグ
形成の速度係数 は上記のように決定され、かつ の数値は式(105): にしたがって計算され、ここで都市区域に一般的に見ら
れる組成のROC放出につき の適する数値は であり、ここで照射強度は時間につき積分されたNO2
分解の速度係数の単位を有する。
或いは、 の数値は別途に決定することもできる。このように決定
された の数値は、ROCとして存在する空気中の炭素の濃度単位
を有する。
空気中に予め導入されたROCの全濃度 は次のように決定することができる。空気のROC含有量
を上記のように決定する。良好に近似して、空気のスモ
ッグ形成反応性の数値 は、ROC/空気混合物が測定の日に露出された照明の量と
は独立する。
の数値は式(106): にしたがって計算することができる。
空気中に予め導入されたNOyの全濃度 は次のように決定することができる。
の数値は空気につき上記のように決定され、Gtの数値は
式(58)により計算され、GtがGt<1の数値を有する場
合は の数値は の決定値から式(59)により計算され、さらに係数P7.2
およびoFNOの適する数値がそれぞれ0.125および0.9であ
る場合Gt<1であれば、 の決定値から式(60)により計算され、さらに係数βの
適する数値は4である。
空気中に予め導入された一酸化窒素の全濃度 は、次のように計算することができる。空気につき の数値は上記のように決定される。濃度として現した式
(11)にしたがい、 は式(109): にしたがって計算され、都市空気に適する殆どの場合に
係数oFNOの適する数値は0.9であり、或いはoFNOの数値
はその源線におけるNOx放出の測定により独立して決定
することもできる。
空気中に導入されたNOxのNO/NOx濃度比(oFNO)は、
次のように決定することができる。空気の濃度 はAI、AII、BI及びBIIで測定された一酸化窒素濃度から
決定され、それぞれ式(57)、(62)、(63)および
(89)にしたがって上記のように計算される。空気をサ
ンプリングする時点における空気の温度は温度センサ12
3により決定され、空気をサンプリングする時点におけ
る日光照明強度はセンサ124によって決定される。oFNO
の数値は、これら数値から式(29)、(58)、(59)、
(60)、(109)および(68)もしくは(69)もしくは
(73)もしくは(74)の群のoFNOにつき解いて決定さ
れ、ここでこれら式の係数に適する数値は次の通りであ
る: P7.2=0.125、β=4およびH=L=1/2 空気中に予め導入された全ROCおよび全NOxのROC/NOx
濃度比 は、次のように決定することができる。
の数値は、上記のように空気につき決定される。さら
に、式(10)および(106)にしたがいROC/NOx濃度比を
式(108): にしたがって決定濃度から計算することができる。
空気中への事前のROC導入の平均時間は、次のように
決定することができる。スモッグ形成が生じた時間(tt
−to)は上記したように決定され、かつ空気中へのROC
放出の平均時間は空気サンプリングの時点(tt)から計
算し、さらにスモッグ形成が生じた時間の持続時間は式
(113): to=tt−(tt−to) (113) にしたがって計算される。
第5図を参照して、空気中のスモッグ形成の速度係数
を決定するシステム130は、流入空気を濾過する空気フ
ィルタ131と、計量された量の濾過空気を第1結合器133
に供給する計量供給注入器132そを備える。計量された
量の一酸化窒素を、一酸化窒素フィルタ134を通過して
計量供給注入器135により注入された後に結合器133にて
濾過空気と合する。
このように生成された一酸化窒素/空気混合物を第2
結合器136に供給する。計量された量の過剰オゾンを、
オゾンフイルタ137を通過しかつ計量供給注入器138によ
り注入された後に結合器136にて混合物と合する。
その結果、過剰オゾン/空気混合物が結合器136で生
成される。
混合物を第1選択期間にわたり反応させて混合物中の
過剰オゾンを混合物におけるほぼ全部の一酸化窒素と反
応させうる反応器139は、結合器136に作用連結される。
光反応器140も結合器136に作用連結する。照明源141
を光反応器140の周囲に作用配置して、光反応器140にお
ける混合物を既知の温度および照明条件の下で第2選択
期間にわたり照明する。照明源141からの照明は一定に
保つことができ、或いは予備選択もしくは選択された照
明経過にしたがって変化させることもできる。照明制御
器/プログラマ142を照明源141に作用連結すると共に、
照明センサを光ダイオード143と光度計144とによりこの
目的で構成する。
温度センサ145を光反応器140および温度制御器/プロ
グラマ146に作用連結して、光反応器140における混合物
の温度を決定する。光反応器140における混合物の温度
は照明に際し一定に保つことができ、或いは変化させて
監視することもでき、或いは経路147および148を介し光
反応器140に作用連結された温度制御器/プログラマ146
により予備選択もしくは選択された温度経過にしたがっ
て変化させることもできる。
第3選択期間に際し混合物中の過剰オゾンをほぼ全部
の一酸化窒素と反応させる反応器149を、光反応器140に
作用連結する。
オゾン分析器150を反応器139に作用連結して第1選択
期間の後にける混合物の第1オゾン濃度を点CIにて決定
すると共に、反応器149に作用連結して第3選択期間後
における混合物の第2オゾン濃度を点CIIにて測定す
る。混合物を分析器150およびベント151を介しシステム
から排気する。コンピュータ152を温度センサ145と光度
計144と分析器150とに作用連結して、第1および第2オ
ゾン濃度と既知の温度および照明条件と第2選択期間の
持続時間とから速度係数を計算する。
空気におけるスモッグ形成の速度係数は、次のように
決定することができる。計量された量の空気を、フィル
タ131を通過した後に結合器133へ注入器132によって供
給する。
必要に応じ、計量された量の一酸化窒素をフィルタ13
4を通過した後に結合器133中の空気に注入器135によっ
て添加し、一酸化窒素/空気混合物を結合器133にて生
成させる。この一酸化窒素/空気混合物を結合器136に
供給する。過剰オゾンをフィルタ137を通過した後に結
合器136における混合物に注入器138により添加して、一
酸化窒素/過剰オゾン/空気混合物を結合器136にて生
成する。この混合物を2つの流れに分割し、一方の流れ
を反応器136に移送すると共に他方の流れを光反応器140
に移送する。混合物を反応器139内で第1選択期間にわ
たり反応させて、混合物における過剰オゾンを混合物に
おけるほぼ全部の一酸化窒素と反応させる。次いで、混
合物の第1オゾン濃度を分析器150により点CIにて測定
する。混合物を光反応器140内で選択された既知の温度
および照明条件下に第2選択期間にわたり照明する。照
明の後、混合物を反応器149内で第3選択期間にわたり
反応させる。混合物の第2オゾン濃度を第3選択期間の
後に点CIIにて分析器150により測定する。好ましくは、
第1期間の持続時間は第2および第3期間の全持続時間
に等しい。速度係数を次いで第1および第2オゾン濃度
と既知の温度および照明条件と第2選択期間の持続時間
とからコンピュータ152により計算する。
空気結合器133に対する一酸化窒素の添加は、光反応
器140内で用いうる充分であるが少い濃度の一酸化窒素
が存在して反応(2)を不充分な一酸化窒素により制限
されないよう確保する。スモッグ発生はかくして反応
(2): RO2+NO→NO2 (2) によって消費された一酸化窒素に良好に近似する。次い
で、反応(2)により定量的に発生した二酸化窒素が反
応して反応(3): によりほぼ当量のオゾンを発生する。かくして光反応器
140におけるスモッグ形成を、光反応器における反応に
より生じたオゾン濃度の増加にしたがって測定すること
ができる。これに基づき、速度係数を式(38)および
(84)により計算する: ここで および r=4.7 7 および [式中、 はそれぞれ点CIおよびCIIにおけるオゾン濃度であり、
IItは第2選択期間の持続時間であり、v132、v135およ
びv138は特定時間にて注入器132、135および138により
それぞれ注入された容積であり、Iは照明強度であり、
Tはケルビン度としての光反応器140の温度である]。
第6図を参照して、選択された温度および照明の条件
下における空気中のスモッグ形成の速度を決定するシス
テム160は、流入空気を濾過する空気フィルタ161と、計
量された量の濾過空気を第1結合器163に供給する計量
供給注入器162とを備える。計量された量の一酸化窒素
を、一酸化窒素フィルタ164を通過して計量供給注入器1
65により結合器163に注入された後に、結合器163にて濾
過空気と合する。
第1結合器163は混合物を第2結合器166に供給する。
計量された量の過剰オゾンを、オゾンフィルタ167を通
過して計量注入器168により結合器166中に注入された後
に、第2結合器166にて混合物と合する。混合物を第1
選択期間にわたり反応させて混合物における過剰オゾン
を混合物におけるほぼ全部の一酸化窒素と反応させうる
反応器169を、結合器166に作用連結する。
光反応器170も結合器166に作用連結する。照明源171
を光反応器170の周囲に作用配置して、光反応器170にお
ける混合物を選択された温度および照明条件の下で第2
選択期間にわたり照明する。照明源171からの照明は一
定に保つことができ、或いは予備選択もしくは選択され
た照明経過にしたがって変化させることができる。照明
制御器/プログラマ172を照明源171に作用連結すると共
に、照明センサを光ダイオード173と光度計174とにより
この目的で構成する。
温度センサ175を光反応器170および温度制御器/プロ
グラマ176に作用連結して、光反応器170における混合物
の温度を決定する。光反応器170における混合物の温度
は照明に際し一定に保つことができ、或いは変化させて
監視することもでき、或いは経路177および178を介し光
反応器170に作用連結された温度制御器/プログラマ176
により予備選択もしくは選択された温度経過にしたがっ
て変化させることもできる。
第3選択期間に際し混合物の過剰オゾンをほぼ全部の
一酸化窒素と反応させる反応器179を、光反応器170と作
用連結させる。
オゾン分析器180を反応器169に作用連結して第1選択
期間後における混合物の第1オゾン濃度を点CIにて測定
すると共に、反応器179に作用連結して第3選択期間後
の混合物の第2オゾン濃度を点CIIにて測定する。混合
物を分析器180とベント181とを介しシステムから排気す
る。
コンピュータ182を分析器180と作用連結して、第1お
よび第2オゾン濃度と第2選択期間の持続時間とから速
度を計算する。
空気におけるスモッグ形成の速度は、次のように決定
することができる。計量された量の空気を、フィルタ16
1と注入器162とを通過した後に、結合器163に供給す
る。必要に応じ、一酸化窒素をフィルタ164を通過した
後に注入器165により結合器163内の空気に添加して、一
酸化窒素/空気混合物を結合器163にて生成させる。
混合物を第2結合器166に移送する。過剰オゾンをフ
ィルタ167を通過した後に注入器168により結合器166内
の混合物に添加して、一酸化窒素/過剰オゾン/空気混
合物を結合器166にて生成させる。この混合物を2つの
流れに分割し、一方の流れを反応器169に移送すると共
に他方を光反応器170に移送する。混合物を反応器169内
で第1選択期間にわたり反応させ、混合物における過剰
オゾンを混合物におけるほぼ全部の一酸化窒素の反応さ
せる。次いで、混合物の第1オゾン濃度を分析器180に
より点CIにて測定する。混合物を光反応器170内で選択
された温度および照明の条件下に第2選択期間にわたり
照明すると共に、反応器179内で第3選択期間にわたり
反応させて過剰オゾンを一酸化窒素と反応させる。
混合物の第2オゾン濃度は、第3選択期間の後に点CI
Iにて分析器180により測定される。好ましくは、第1期
間の持続時間は第2および第3期間の全持続時間に等し
い。選択された温度および照明条件下における速度を、
次いで第1および第2オゾン濃度と第2選択期間の持続
時間とからコンピュータ182により計算する。
結合器163内の空気に対する一酸化窒素の添加は、光
反応器170で利用しうる充分であるが低い濃度の一酸化
窒素が存在して反応(2)の速度を不充分な一酸化窒素
により制御しないよう確保する。光反応器170において
オゾン形成により測定されるスモッグ生成は、良好に近
似して反応(2): RO2+NO→NO2 (2) により消費された一酸化窒素に等しい。次いで、反応
(2)により定量的に発生した二酸化窒素が反応して、
反応(3): によりほぼ等しいオゾンを発生する。かくして、光反応
器170におけるスモッグ形成は、光反応器170における反
応によって生成したオゾン濃度の増加にしたがって測定
することができる。これに基づき、光反応器170の選択
された温度および照明条件下における空気中のスモッグ
形成の速度 は、式(85)にしたがって計算される: ここで、 はそれぞれ点CIおよびCIIにおけるオゾン濃度であり、
IItは第2期間の持続時間であり、v162、v165およびv
168は特定時間で注入器162、165および168によりそれぞ
れ注入された容積である。
第7図を参照して、空気中の最大可能なスモッグ形成
および程度を決定するシステム200は、流入空気を濾過
する空気フィルタ201と、計量された量の濾過空気を結
合器203に供給すると共に別の量の濾過空気をNOyコンバ
ータ209に供給する計量供給注入器202とを備える。計量
された量の過剰一酸化窒素を一酸化窒素フィルタ204と
計量供給注入器205とを介し結合器203内の濾過空気と合
する。その結果、過剰一酸化窒素/空気混合物が結合器
203にて生成される。
混合物を選択期間にわたり反応させて過剰の一酸化窒
素を混合物におけるほぼ全部のオゾンと反応させうる反
応器206を、結合器203に作用連結する。一酸化窒素分析
器207を反応器206に作用連結して、混合物の一酸化窒素
濃度を点BIにて測定する。分析器207を反応器206にコン
バータ208を介し作用連結し、このコンバータは混合物
中のNOyの全部を一酸化窒素まで変換させ、混合物のNOy
濃度を分析器207により点BIIで一酸化窒素として決定し
うるようにする。
コンバータ209を点AIIを介し分析器207に作用連結し
て、空気の全NOy濃度を点AIIで一酸化窒素として決定し
うるようにする。空気を分析器207とベント211とを介し
システムから排気する。
コンピュータ210を分析器207に作用連結して、混合物
の決定NOyおよび一酸化窒素濃度と空気のNOy濃度とから
スモッグ形成の最大可能量および程度を計算する。
空気におけるスモッグ形成の程度および最大可能量
は、次のように決定することができる。計量された量の
空気を、フィルタ201を通過した後に、注入器202により
結合器203に供給する。過剰の一酸化窒素を、フィルタ2
04を通過した後に注入器205により結合器203における空
気に添加して、過剰一酸化窒素/空気混合物を結合器20
3にて生成させる。
この混合物を反応器206に移送し、ここで選択期間に
わたり反応させて混合物における過剰の一酸化窒素を混
合物におけるほぼ全部のオゾンと反応させる。次いで、
混合物の一酸化窒素濃度を分析器207により点BIにて測
定する。混合物のNOy濃度を、コンバータ208を通過した
後に一酸化窒素として点BIIで測定する。
さらに、計量された量の空気をコンバータ209を介し
一酸化窒素分析器207に供給する。空気のNOy濃度を点AI
Iにてコンバータ209を通過した後に一酸化窒素として決
定する。
次いで、程度 および最大可能なスモッグ形成 は、空気および混合物のNOy濃度と混合物の一酸化窒素
濃度とから式(33)並びに式(86)、(87)および(8
8)にしたがいコンピュータ210によって計算される: および および [式中、AIIXNOBIXNOおよびBIIXNOはそれぞれAII、BI
およびBIIで測定された一酸化窒素濃度であり、v202
注入器202により結合器203中に注入された空気の容積で
あり、v205は結合器205により特定時間にわたり注入さ
れたガスの容積であり、β、P7.2およびoFNOの数値につ
いてはβ=4、P7.2=0.125およびoFNO=0.9により近似
され、空気中のスモッグ形成の程度 すなわち生成されるスモッグの最大可能な量に対する発
生スモッグの比率は式(35)から計算される: 第8図および第9図は、本発明のシステムに使用する
ための好適光反応器およびこの光反応器の縁部の略断面
図をそれぞれ示している。
本発明のシステムに使用する光反応器を設計する際、
次のようにすることが望ましい: (a)光反応器の表面にて化学反応が生ずる程度を最小
化させ; (b)UV光および可視光の両者を光反応器の壁部に透過
させ; (c)光反応器内の試料が充分混合されるよう確保し、
かつ (d)光反応器を内蔵したハウジングを精製空気でパー
ジして、周囲空気もしくは室内空気による光反応器の汚
染の可能性、並びに反応器を包囲する空気中に存在しう
る反応性物質が壁部を介し光反応器中へ拡散する可能性
を最小化させる。
第8図を参照して、反応器300は薄いFEPテフロン薄膜
の2枚のシートよりなる壁部301を備え、これらシート
をフレーム302によって支持すると共に封止する。フレ
ーム302をブレース片303によって保持する。過剰の一酸
化窒素もしくはオゾン/空気混合物を入口チューブ304
を介し光反応器300中に指向させると共に、点306にて壁
部301中に浸入するテフロン貫通チューブ305を介し光反
応器300から流出する。過剰の一酸化窒素またはオゾン
/空気混合物はジェット流として入口端部307から光反
応器300中に流入し、したがって光反応器300内の混合物
を攪拌する。過剰の一酸化窒素またはオゾン/空気混合
物は出口端部308を介し光反応器300から流出する。入口
チューブ304の少くとも1部を出口チューブ305の内側に
嵌合させる。この配置は、1本の通過ポートしか壁部30
1に必要とされないため特に好適である。フレーム302は
シールを形成する2個のガスケットを保持し、第9図を
参照して以下に詳細に説明する。
第9図は2個の成形されたアルミニウムD−セクショ
ンロッド片を備えたフレーム302の断面図である。反応
器壁部301を形成するFEPテフロン薄膜の2枚のシートを
フレーム302の内側面と共に2個のガスケット309により
保持して、反応器薄膜壁部301の間に気密シールを形成
する。これらガスケット309はシートエラストマー材料
から形成され、ビトン(登録商標)ゴムが適している。
フレーム302とガスケット309と反応器壁部301との集成
体を、ネジファスナー310および311によって互いに固定
する。
壁部301につきFEPテフロン薄膜を用いる利点は、これ
が非反応性のためである。FEPテフロン薄膜壁部301とフ
レーム302の他の材料(たとえば金属)との間の接触は
光反応器300にて最小化され、したがって壁部301を介し
活性物質が拡散してフレーム302もしくはガスケット309
と接触反応し、かつ反応器300中に逆拡散する程度を減
少させる。さらに、光反応器300においてはフレーム302
およびブレース片303の面積を最小化させて、フレーム3
02およびブレース片303による輻射エネルギーの吸収を
最小化させ、かくして光反応器300における混合物に伝
達される熱を最小化させる。反応器300内の混合物は、
入口端部307から流入する混合物のジェット状作用によ
って良好な攪拌状態に保たれる。壁部301のためのFEPテ
フロン薄膜(厚さ約0.025mm)の2枚のシートのみおよ
び単一の連続ジョイントの使用は、隅接合部で生じうる
封止問題を最小化させる。光反応器300の形状は光反応
器における全混合物を同時に照明されうるようにし、し
たがって光反応器300における混合物に対するフレーム3
02より加えられた影が存在する場合に生じうるような暗
所反応を回避する。光反応器300の形状は、光反応器の
容積を組み立て後にブレース片303の長さ調節によって
変化させることを可能にする。
第10図は、本発明のシステムに使用するのに好適な一
酸化窒素分析器を示している。第11図は試料選択弁を図
示し、これは半径流化学ルミネッセンス反応器と一緒に
第10図の一酸化窒素分析器の2個の好適部品である。
本発明のシステムに使用する一酸化窒素分析器を設計
する際、一酸化窒素に対し極めて敏感である分析器を達
成すると共に: (a)試料間で急速な切換を可能にし、 (b)試料間で分析器をパージするのに要する時間を最
小化し、 (c)2つの試料流の一酸化窒素濃度における小さい差
を測定する能力を与え、 (d)6種の別々の流れ(すなわち流れAI、AII、BI、B
II、CIおよびCII)の分析を迅速に完了する能力を与
え、 (e)急速に0となりかつ分析器の応答を検量する手段
を与える ことが望ましい。
第10図を参照して、一酸化窒素分析器の試料流選択弁
400は8個の入口ポートを備える。AI、AII、BI、BII、C
IおよびCIIにおけるスモッグ監視器の試料流および混合
物流を、第10図に示したように弁400の対応の標識入口
ポート401に供給する。一酸化窒素を含まない空気を入
口ポートDIに供給すると共に、既知の一酸化窒素濃度の
混合物をポートDIIに供給する。弁400は共通の出口ポー
ト402と8個のベントポート403とを備え、これらベント
ポートを個々にその対応の入口ポート401に接続する。
各入口ポートからのガス流を出口ポート402または対応
のベントポート403のいずれかに8個のガス切換電磁弁
によって切換える。選択されない流れはベント403にて
自由に排出廃棄され、かつ単一の選択された流れを出口
ポート402から流れ分割器404まで供給する。流量測定オ
リフィス405を流れ分割器404に接続して、計量された流
量の選択流を化学ルミネッセンス反応器の入口408に分
配する。計量オリフィス405により必要とされるより過
剰の流れを分割器404に供給する共に、過剰量をベント4
07にて自由に大気へ排気する。オリフィス405における
適する流量は750scc/minである。半径方向流の化学ルミ
ネッセンス反応器セル406に対する入口408にて、選択さ
れかつ計量された流れをオゾナイザー409により供給さ
れるオゾン化された空気の計量供給物と混合して、一定
の流量で計量オリフィス410により反応器入口408まで供
給する。入口408からの混合物は半径方向流のパターン
で円盤形状の化学ルミネッセンス反応セル406を流過
し、鏡板420と光学フィルタ413との間を通過する。この
混合物は円形鏡板420の縁部の周囲を通過すると共に、
活性炭オゾン浄化器411を介し減圧ポンプ412により排出
廃棄される。オゾンと一酸化窒素との反応により半径方
向流化学ルミネッセンス反応セル406で発生した光は、
光学フィルタ部材413を通過して光電子増倍管414により
検出される。光電子増倍管414からの出力信号を、経路4
16を介し信号処理器415に供給する。制御器417は経路41
9を介し流れ選択弁400を切換え、選択を経路418により
信号処理器415に連通させる。
円盤形状の半径方向流化学ルミネッセンス反応セルの
利点は、所定のセル容積につきシステムが最小のガス混
合物滞留時間を有すると共に、新たな試料流を弁400で
選択した際にセルからの急速なパージを与えることであ
る。この配置は、さらに光電子増倍管の光電陰極に対す
る良好な光連結を与える。反応セル406における鏡裏打
ガラス円板420の使用はさらに光電子増倍管414の光電陰
極に集められる光の強度を増大させる。反応セル406の
適する寸法は6mmx55mmの直径であり、典型的にはセルは
1/10気圧もしくはそれ以下の圧力で操作され、減圧ポン
プ412によって維持される。
第11図は、一酸化窒素分析器の部品である好適な試料
流れ選択弁400の略図である。弁400はステンレス鋼の本
体423と、中央位置する共通出口ポート402の周囲に対称
配置された8個の入口ポート401とを備える。各入口ポ
ート401を関連ベントポート403に接続すると共に、出口
マニホールド426を介し出口ポート402と接続する。入口
ポート401からの流れを、弁座425を介しこの座部425が
開放している際はマニホールド426へ、或いは弁座425が
閉鎖している際はベントポート403に指向させる。弁プ
ランジャ428を電磁弁430により作動させて2つの位置を
占めることができる: (1)常閉; 弁座425が閉鎖されかつ弁座429が開放されて、入口ポ
ート401から対応のベント403を介し大気中へ自由に排気
させ; (2)開放; 電磁弁430を付勢し、プランジャ428を復帰バネ431に
抗して後退させ、弁座429を閉鎖して座部425を開放さ
せ、流れを入口ポート401から穿孔部427を介しマニホー
ルド426まで流動させ、さらに弁本体423から共通出口ポ
ート402を介し流出させる。
マニホールド426の容積は小さく、同様にマニホール
ド穿孔部427に対する弁座の容積も小さい。穿孔部427を
短くしてデッド容積を最小化すると共に、流れが電磁弁
430の作用により切換えられた際にマニホールド集成体
の迅速なパージを確保する。
操作に際し、各流れはその各入口ポート401を介し弁
本体423中へ流入する。任意の時点で、1個のみの電磁
弁430が付勢される。付勢された電磁弁による流れは、
弁座425と穿孔部427とマニホールド426と出口ポート402
とを介し弁から流出する。付勢されない電磁弁の流れ
は、その各電磁弁を自由に流過して、プランジャ428と
弁座429とを通過した後にベント403で排気される。入口
ポート401をその対応する弁座425に近接配置して、付勢
されない場合に各電磁弁がガス流により連続的に充分パ
ージされるよう確保する。
弁400のこの設計の利点は、幾つかの流れを独立して
迅速に共通のマニホールド中へ切換えうることである。
マニホールド426の容積が小さくかつ穿孔部427が短いの
で、弁座425と出口ポート402との間のシステムのデッド
容積も小さい。したがって、選択流のガスは電磁弁の選
択が変化した際に次の選択流によりマニホールド426か
ら急速に排除される。穿孔部427から新たに選択された
流れ中への事前の試料の流出は、穿孔部427を短くする
ことにより最小化される。かくして流れ選択弁400は、
新たに選択された各流れで完全にパージするのに極めて
短い時間しか必要としない。
出口ポート402を、流れ分割器404を介し化学ルミネッ
センス反応セル406に短い長さの小容積のチューブによ
って接続する。
小さいデッド容積の流れ選択弁400と連結した半径方
向流化学ルミネッセンス反応セルを用いる利点は、第10
図の一酸化窒素分析器を試料流から次の流れまで、新た
に選択された流れの測定を開始する前に分析器から事前
の試料流をパージするため測定間に要する最小時間をも
って迅速に切換うることである。
流れ間の迅速な切換の利点は、流れ間の一酸化窒素濃
度の差を決定すると共にスモッグ監視器により採取され
た空気の組成が変動する場合、濃度差の測定誤差が最小
化され、その際各流れの測定間の時間差も最小化される
ことである。
一酸化窒素分析器は次のように操作される。流れ選択
を制御器417により制御して、次の手順にしたがい流れ
を選択し、連通路419を介し弁400の選択電磁弁を付勢さ
せる。制御器417は2種類のサイクルXおよびYを行な
う。サイクルXは流れAI〜CIIの分析を行なう。各流れ
の分析に要する時間は、分析システムから事前の流れを
パージするのに要する時間(時間m)と、汚染されてい
ない流れを時間nの整数倍に等しい時間にわたり分析す
る第2時間とよりなっている。サイクルXは次の順序を
有する: AI(m、n)、AII(m、n)、BI(m、n)、 BII(m、n)、CI(m、n)、CII(m、2n)、 CI(m、n) [ここで、AI(m、n)は選択された流れAIおよび期間
m+nを示す]。
時間mに際し、一酸化窒素分析器は新たに選択された
流れAIによってパージされるが、データ処理器415は光
電子増倍管414からの出力を記録しない。
時間mの終了後、制御器417はデータ処理器415によっ
て時間nにわたり光電子増倍管414からの出力信号を得
るよう付勢される。時間nの終了後、制御器417はデー
タ処理器415によるデータの収得を停止すると共に、直
ちにポートAIから外れてポートAIIの弁400を選択し、同
様にサイクルの残部を経過するが、ただしCIIの測定に
ついてはデータを持続時間2nにわたって収得する。
サイクルYはサイクルXと同じ順序を有するが、さら
にポートDIもしくはDIIの選択を含む。
AI(m、n)、AII(m、n)、BI(m、n)、 BII(m、n)、CI(m、n)、CII(m、2n)、 CI(m、n)、D[IもしくはII](m、n) サイクルXもしくはYの終了に適する時間は45秒間で
あり、mに適する数値は0.714秒である。
時間nの持続時間はサイクルXおよびYで異なる。
サイクルXにつきm=5.0秒であり、サイクルYにつ
いてはm=4.36秒である。
典型的にはスモッグ監視器は制御器417で操作され、
3回のXサイクルを完了した後にYサイクルを4サイク
ル行ない、流れDIをYサイクルの際に付勢することによ
り、一酸化窒素分析器に対しNO濃度ゼロ基準点を付与す
る。
経時的に一酸化窒素分析器を典型的には1日1回検量
し、その際Xサイクルの1つをYサイクルにより4サイ
クル毎に置換して流れDIIを選択する。弁400のポートDI
Iには、既知の一酸化窒素濃度を有する検量ガス混合物
を検量期間(典型的には15分間)にわたり供給する。
この配置の利点は次の通りである: 一酸化窒素分析器を、ゼロにすると共に流れAI〜CII
の分析の阻害なしに検量することができる。
必要とされる全流れの分析が、45秒間の範囲で迅速に
完了する。測定サイクルの迅速な完了は、サンプリング
されかつ分析される空気の組成が単一サイクルの過程で
顕著に変化する傾向を最小化させ、したがって流れ間に
おける一酸化窒素濃度の差につき測定される数値の誤差
を最小にする。
流れCIとCIIとの間の一酸化窒素濃度差をAI、AIIおよ
びBI、BIIの濃度差に要するよりも高い精度で測定する
ことが望ましい。分析器は流れCIとCIIとの間の小さい
一酸化窒素濃度差の極めて正確な測定を可能にし、これ
ら流れの測定に対し比較的に大きい時間を与えると共に
CIの流れをCII測定の直前および直後に測定することに
より可能にする。
光化学スモッグ監視に対する本発明の適用例 システム100の例を、第4図を参照した説明した方法
に実質的にしたがい第12図に示したように作成した。
反応器107を、17リットルの内部容積を与えてFEP(登
録商標)テフロン薄膜から作成した。
反応器116および118は同一の構造を有し、これらは内
径40mmかつ長さ1000mm(容積1.26リットル)のPTFEテフ
ロンパイプで構成し、PTFEテフロンの端部エンクロージ
ャ並びに対向端部における混合物入口および出口を設け
た。
反応器106および106Aは、それぞれ反応器107および11
6の形状と同一の反応器の組合せとした。
照明源108は、スペクトルのUVA領域が豊富な光出力を
有する数個の蛍光UV光と白色光蛍光ランプとの組合せと
した。照明強度は、システムが操作されている際に一定
に保った。照明源108は440ワットの全出力消費を有し
た。
22個の蛍光ランプ108を光反応器107の周囲に配置し
た。
これらランプを気密なFEPテフロン薄膜窓500によって
光反応器107から分離した。光反応107を、窓500により
形成された気密室501内の中央に位置せしめた。反応器1
06を不透明な気密ハウジング502により包囲して、反応
器106の周囲にチャンバ503を形成すると共に、ハウジン
グ502を2個の排気経路504および505によってチャンバ5
01に接続した。経路504はブロワ506を備えて、精製空気
をチャンバ501と503との間に循環した。
熱交換器509を循環精製空気流中に位置せしめる。チ
ャンバ500および502内の温度を温度センサ507によって
検知し、精製空気の温度を制御器508および熱交換器509
により選択温度に制御した。温度センサ507を経路510に
よって制御器508に連結すると共に、温度制御器508を経
路511によって熱交換器506に接続する。
温度は、室温条件下で測定すべきスモッグ形成とでき
るだけ適合する暖かさとなる基準で選択し、光反応器10
7における反応速度を充分迅速にし、スモッグ形成の速
度の測定感度が大となるほど光反応器107の温度(およ
び光強度)が高くなる。所望の最高温度は、大気中で生
じない反応の開始によって制限される。
これらを基礎として、選択温度は40℃とした。
反応器106および107の温度を測定すべき空気の温度よ
りも高く維持すれば、反応器106もしくは107の壁部に対
する水または反応生成物の凝縮の傾向が最小化される。
空気清浄器515(AADCO737シリーズ、AADCO・インコー
ポレーション社、米国、ミズウリ州20851、ロックビ
ル、ルイス・アベニュー2257番地)により精製空気を供
給すると共に経路510を介しハウジング503に供給し、さ
らに過剰の空気をチャンバ503とベント514とから自由に
排気させる。チャンバ503および501を精製空気でパージ
することにより、光反応器107を最小ROCおよびNOy濃度
を持った環境内に維持し、かくして反応器106と光反応
器107とがシステム100を位置せしめた室内の空気により
汚染される傾向を最小化させ、この汚染はFEPテフロン
薄膜壁部に対する反応性汚染物の拡散を含む。
全部品の作成材料は、そこからの最小の気体漏れが存
在するよう選択した。たとえば、可塑剤を含む材料は用
いなかった。
テフロン絶縁ワイヤを用いて各センサをシステム100
内で連結すると共に、テフロンチューブを用いて各部品
をシステム100の反応器と連結した。
反応器106および107を、温度制御器508により40℃の
共通の一定温度に維持した。
一酸化窒素ガスを窒素における約800ppmの一酸化窒素
の混合物としてフィルタ104に供給すると共に、計量供
給注入器105により毎分1.8mlの一定速度で注入した。
反応器118に対する混合物の流束を0.38リットル/min
に維持すると共に、反応器106および106A、並びに光反
応器107および反応器116に対し0.47リットル/minに維持
した。
分析器117は2種のガス流の一酸化窒素濃度を同時に
決定することができ、コンピュータ122は流れAIおよびA
II、BIおよびAII或いはCIおよびCIIの各対における濃度
および濃度差を計算した。分析器117は、点AIおよびAII
にて約5分間にわたり、次いでBIおよびBIIにて5分間
にわたり、次いでCIおよびCIIにてさらに5分間にわた
り一酸化窒素濃度を決定し、次いでサイクルを無限に反
復し続けるよう構成した。
反応器118中を栓流として流動する混合物の滞留時間
は約3.3分間であり、充分攪拌された光反応器107におけ
る混合物の滞留時間は11.6分間であり、さらに栓流の条
件下における反応器116内の滞留時間は0.86分間であっ
た。反応器106および106Aにおける混合物の滞留時間
は、反応器107および116の滞留時間の合計、すなわち1
2.6分間に等しかった。かくしてAI、AII、BI、BII、CI
およびCIIにて流出し、フィルタ101から分析器117まで
種々の流路を介しシステム100を通過する流れの種々異
なる滞留時間、並びに点AI、AII、BI、BII、CIおよびCI
Iを通過する空気および混合物の順次の分析により、任
意の分析器サイクルにおける点AI、AII、BI、BII、CIお
よびCIIで測定される空気および混合物はフィルタ101を
単一試料として通過した空気の別のサブ試料を示した。
かくして良好に近似して点AI、AII、BI、BII、CIおよ
びCIIにて行なった1個の一酸化炭素分析器測定サイク
ルにおける分析は、同じ空気の別の分析を示す。これ
は、フィルタ101に流入する空気の組成が変動する場合
(すなわちしばしば周囲空気を監視する場合)に有利で
ある。
システム100のこの操作例において、これを主都市の
郊外、すなわち中心ビジネス街から約16kmかつ既知の強
力なROCもしくは窒素酸化物放出源から数km放れた地点
に位置せしめた。この地域の地勢は一般に平面であっ
て、認めうる山もしくは丘は存在しなかった。この地区
は、光化学スモッグの現象を定期的に受けることが知ら
れている。この地区の大気をフィルタ101中に直接サン
プリングした。
照明源108により与えられた光反応器107内の照明強度
を、次のようにしてシステムの検量により決定した。
ROCおよび窒素酸化物を含まない純粋空気を検量過程
全体にわたりフィルタ101に供給した。システムをスモ
ッグ監視につき記載したように、分析器117により点CI
およびCIIにて一定かつ等しい一酸化窒素濃度が測定さ
れるまで操作した。次いで、分析器117のサイクルを再
プログラミングして、点CIおよびCIIをしばしば検量過
程の残余の時間にわたり測定した。次いで、既知のスモ
ッグ形成活性((aROC(std))のROC(onROC(std))の既
知の少量を、フィルタ101中に流入する精製空気に急速
に導入した。CIおよびCIIにおける一酸化窒素濃度を分
析器117により、ROC混合物の導入後に1時間にわたり分
析した。
検量標準として用いかつフィルタ101にて導入したROC
混合物は気体アルカン、アルケンおよびアルキン炭化水
素の混合物で構成し、(aROC(std)=0.016モルスモッグ
/モルROC/単位照明/単位f(T)のスモッグ形成値の
活性係数を有し、ここで照明はNO2光分解の速度係数をk
3として∫k3、dtの単位で現わされる。
ROC(std)混合物の平均分子量は次の通りであった: ▲▼ROC(std)=31.8g ROC検量標準の1.53x10-4gの量をフィルタ101にてシ
ステム100中に導入し、7.00x10-5g(2.20x10-6モル)
の光反応器107におけるROCの初期量を与え、次いでこれ
を光反応器107を流過するROCフリーの混合物により連続
希釈すると共に、照明源108により光反応器で照明し
た。これらの過程は次のメカニズムによって記載するこ
とができる: ここで、ROC(k90)の希釈およびスモッグ(k92)の希
釈に対する速度係数は等しい。すなわち、: k90=k92 (93) すなわち、時間t=0にて検量標準を導入した後の光反
応器107におけるスモッグ濃度は次式によって示され
る: および 式(95)を積分して次式を得る: 式(96)を式(94)における に代入すると共にk90をk92に代入して積分することによ
り次式を得る: 次いで、対数希釈の速度係数 は次式によって示される: kdil=f/V (98) [式中、fは流束であり、Vは容器の容積である]。し
たがって、検量の条件下における光反応器107につき次
式が得られる: k90=k92=1.47/17=8.52x10-2min-1 次いでシステム100の設計により、その所定の操作条件
下で、光反応器107における光反応によって発生したス
モッグ濃度はCIで測定した際の反応器106Aから得られる
対応混合物と点CIIで測定した反応器116からの混合物と
の間の一酸化窒素濃度差に等しい: 式(99)を式(97)に代入して、検量のため次式が得ら
れる: かくして検量につき、コンピュータ122により示され
の数値はte-k90tの数値に比例すると共に のプロット対te-k90tの勾配を有し、この場合k90は8.52x10-2min-1の数値を
有し、かつtはROC検量混合物を光反応器107中へ導入し
た後の時間である。この例の場合、各経過時間でこれら
量につき得られた数値を第1表に示すと共に第13図にプ
ロットし、この図面は0.0139の勾配と0.0029の交点とを
有する最良にフィットしたラインを示す。
良好に近似して分析器117の精度まで、第1表のデー
タは直線上に載る。このことは: (1)スモッグ形成の速度がROCを含む反応の持続時間
に無関係であり、 (2)スモッグ形成の速度が空気中に存在するROCの量
に比例し、 (3)反応器106、106Aおよび116並びに光反応器107の
壁部にて生ずる過程がシステムの化学力学には顕著に寄
与しない ことを示す。
最もよく適合する直線は原点近くを通るが原点を通ら
ず、この交点はROC検量混合物の導入直後における光反
応器107中のROC分布の初期時間および初期不均一性の推
定にて僅かな誤差の原因となる。
したがって、式(100)および第13図のグラフの勾配
により式: となる。
光反応器107の容積および流速の測定によりk90を決定
する代案は、第1表からのデータを用いて得られる: ここで であれば、 k90=(1n t(2)−1n t(1))/(t(2)−t
(1)) (102) となり、ここでt(1)およびt(2)は光反応器107
の各スモッグ濃度が等しければ2倍となる(t(t
(2)>t(1))。
上記のようにシステム100中へROCを導入して検量する
利点は、ROC濃度の広範囲にわたるシステムの性能を評
価しうることである。この実施例の場合、光反応器107
に最初に存在するROCの量は濃度として7.70ppmCである
[ここでppmCはモル炭素x106/モル混合物を示す]。5
9分間後、希釈は光反応器07におけるこの濃度を0.050pp
mCまで減少させる。
次いで、規定により光反応器107におけるスモッグ形
成の速度 は次式によって示される: [式中、TおよびIは光反応器107のそれぞれ温度およ
び照明強度である]。したがって、式(101)および(1
03)から検量の条件につき 次いで、光反応器107の条件につき式(38)、(39)
および(41)によって は次式によって示される: の検量値を式(104)中に代入すると共に他の項の既知
数値からi=ROCの検量混合物であれば照明強度Itが決
定される。
すなわち、光反応器107および照明源108の集成体につ
きk3の数値は0.227min-1であると決定される。
上記の検量過程は、特定のROCもしくはROC混合物のス
モッグ形成に対する活性係数(aROC)の数値を決定する
にも適している。これは先ず最初に、光反応器107のIt
の数値を決定し、次いで検量に際しROC検量混合物の場
合と同様に評価すべき既知量のROC/ROC混合物を導入し
て達成される。次いで、これら測定値からItの既知の値
を用いて式(104)の評価によりaROCの数値が決定され
る。
システム100を上記の位置に装着しかつ操作して、大
気中における1日全体のスモッグを監視し、時間0958〜
1654時間にわたり連続サンプリングされた空気を分析し
た。大気の温度および日光強度はそれぞれ同じ日につき
0622〜1826hrの選択期間にわたりセンサ123および124に
よって測定し、これらの時間はほぼ夜明けおよび夕暮れ
に相当する。1日にわたる選択時間での温度および日光
強度の数値を第2表に示す。点AI、AII、BI、BII、CIお
よびCIIにて分析器117により測定された一酸化窒素濃度
および空気をサンプリングした対応時間(t)を第3表
に示す。光反応器107内の空気に関するスモッグ形成の
速度 を式(55)および(56)にしたがって計算し、ここで式
(55)のIXNOおよびIIIXNOは第3表の に対応し、TおよびIは光反応器107内の温度および照
明条件である。各測定時間につき決定された の数値を第3表の列8に示す。装置の過渡現象は、時間
1044につき第3表で得られる負の数値により示されるよ
うに につき見掛数値をもたらしうる。
スモッグ形成の速度係数 は、光反応器107の既知の温度および照明条件と の数値とから式(38)および(39)によって計算され
る。それらの結果は として現され、各実施例につき測定値を第3表の例9に
示し、ここで の単位はppmスモッグ/入射光単位/単位f(T)であ
り、入射光強度はNO2光分解の速度係数(k3)として現
される。
空気中のスモッグ濃度 は式(57)により計算される。BIXNOおよびBIIXNOを第
3表の列4および5に示し、用いたシステム100につきv
102=1.47+1.47+0.38=3.38リットル/min-1であり、
v105=1.8x10-3リットル/min-1である。各測定時間に
つき決定した の数値を第3表の列10に示す。
空気のNOy濃度を点AIIにて一酸化窒素として測定す
る。この実施例につき、得られた数値 を第3表の列3に示し、さらに空気サンプリングの時点
におけるNOy濃度 として第3表の列11に示す。
空気の一酸化窒素濃度を点AIで測定し、得られた数値 を第3表の列2に示し、さらに空気サンプリングの時点
における一酸化窒素濃度 として第3表の列12に示す。
空気のオゾン濃度を式(44)にしたがい の数値から計算する。このように決定された数値 を各サンプリング時点につき第3表の列13に示す。
空気からのNOy除去過程の不存在下で存在するであろ
う時間tにおけるNOyの濃度 (これは空気中へのNOyの積算放出を示す)を につき決定された数値から次のように計算する。
Gtの数値を式(58)により決定し、 を式(59)によって決定し、或いはGt<1であれば式
(60)によって決定する。
Gtの数値およびサンプリングの各時点における空気に
関する の対応値をそれぞれ表3の列14および列15に示す。
空気中のスモッグ形成の最大可能量 は、式(31)を用いて決定される。
サンプリングの各時点における空気につき決定された
数値を第3表の列16に示す。
空気中の事前のスモッグ形成の程度 を式(61)およびGtの数値にしたがって測定値から計算
し、ここでP7.2=0.125及びoFNO=0.9である。
につき決定された数値を第3表の列17に示す。時間tに
おける空気中のスモッグ形成の程度 は、式(35)により から計算する。
サンプリングの各時点における空気につき決定された の数値を第3表の列18に示す。
空気中の反応性有機化合物の濃度 を空気中のスモッグ形成の測定された反応性係数とROC
混合物のスモッグ形成に関する活性係数の既知数値とか
ら決定し、この活性係数は空気中に予め放出されかつ時
点tでサンプリングされた数値 の数値は、検量につき上記したように既知量のROC混合
物をシステム中に導入して別途に決定することができ、
或いは数値を仮定することもできる。
都市空気に一般的に放出されるROC混合物の組成範囲
につき、 の数値は広範囲のROC組成にわたりほぼ一定である。し
たがって の一般的数値を用いれば充分である。一般的数値は、サ
ンプリングの時点における空気中に存在する特定ROC混
合物については決定しない。
この実施例で監視する空気につき、0.0067モルスモッ
グ/ROC炭素モル/単位照明/単位f(T)の の数値を使用可能として選択した。
時間tにおける空気中の反応性有機化合物の濃度 は式(105)によって示される: 空気サンプリングの各時点につき式(105)により決
定された空気中のROC濃度を第3表の列19にROCの炭素原
子単位/空気の100万分子(ppmC)として示す。
良好に近似して、空気中におけるスモッグ形成の活性
係数 は、ROC/空気混合物が露呈された照明量とは独立する。
したがって良好に近似して、式(105)にしたがいシス
テムにより測定されるROC炭素の濃度は空気中に予め導
入されたROC炭素の全量に等しく、したがって式: [式中、 は空気中に予め導入されたROC炭素の全濃度を示す]と
なる。
第3表は列20に空気サンプリングの各時点につき式
(106)により決定された の数値を示す。
スモッグ先駆体放出の反応性有機化合物と窒素酸化物
との放出比 は、空気品質評価および空気のスモッグ形成特性の評価
に一般的に用いられる空気の特性である。
の数値は、システム100の操作によって決定される。新
たな放出につき式(10)に示されるように式: となり、さらに所定の関係(106)を与えれば次式とな
る: この実施例の空気サンプリングの各時点につき式(10
8)により決定された の数値を第3表の列21に示す。
システム100を用いて、第3表の列12および13の結果
を与える手順の代案により空気中の一酸化窒素濃度とオ
ゾン濃度とを決定することができる。空気の温度および
照明強度はそれぞれセンサ123および124によって測定さ
れ、これらの読値から の数値、すなわち空気中にけるNO2光分解の速度係数が
決定される。この実施例につき決定された の数値を第2表に示す。式(68)、(69)または(73)
および(74)にしたがって決定された空気の一酸化窒素
濃度およびオゾン濃度 は、式(70)により示されるように の領域に依存する。次いで、式(70)を評価することが
できる。何故なら、式(11)にしたがい式: が得られ、式(109)を式(78)に代入すれば の特定領域は次式となるからである の範囲を規定する数値、並びに(68)および(69)の適
用性は の決定値と式(127)とに基づいて計算され、これらを
第3表の列22および23に示し、ここでHおよびLには数
値1/2を付与した。式(110)の適正もしくは非適正は第
3表の列22および23におけるデータから点検によって決
定され、これらの結果を第3表の列24に示す。試験(11
0)が不適正の数値を有する場合は、 は式(68)および(69)にしたがって計算され、或いは
式(73)および(74)が用いられる。空気をサンプリン
グする各時点につき決定された濃度を第3表の列25およ
び26に示す。
この計算に用いたk4の数値は文献から採用され、すな
わち であった。
時間tで決定される組成の空気における選択量のスモ
ッグ発生に要する時間 は、システム100を適用しかつ式(82)および(83)に
したがって時間を計算することにより決定することがで
きる。この方法の2種の用途は特に興味があり、すなわ
ち空気中における事前のスモッグ形成の時間の決定、並
びに温度および照明の選択条件下で空気中のスモッグ形
成が最大程度に達するのに要する時間の決定である。
サンプリングの各時点につき決定される組成の空気、
並びに第2表にて測定されかつ表示されたようなその日
の温度および照明条件につき、最大スモッグ形成に要す
る時間は次のように決定される。
に達するよう発生するのに要する追加スモッグの量は、
式(79)にしたがい測定値から決定される。
時間(t2−t1)[ここでt1はサンプリングの時間であ
り、t2の開始時間である]は、式(80)により各条件につき決
定される。
積分は台形法則にしたがってデータから評価すること
ができ、ここでRtはサンプリングの時点t1における空気
につき決定された の数値である。
[ここでf(Tt)=e-4700(1/T-1/316)でありかつtdawn
=0622hrである] の数値を空気サンプリングの各時点につき評価し、得ら
れた数値を第2表に示す。
次いで、式(79)および(80)から が時間tにてサンプリングされた空気につき時間tmax
て得られ、ここで次式が成立する: したがって、最大スモッグ形成がサンプリング箇所にて
日中に観察される温度および日光強度の選択条件下で、
空気サンプリングの時間後に空気中へ追加NOy放出が存
在しない場合に達する時間は、各サンプリング時点につ
き式(112)の左側を評価すると共に表2に示した の数値を内挿してこの数値に対応する時間を決定するこ
とにより決定される。
式(112)の左側につき得られた数値を第3表の列27
に示し、さらに最大スモッグ形成が得られサンプリング
の各時点につき第2表に示したデータの内挿により決定
される対応の時間を第3表の列28に示し、ここで>18の
数値はスモッグの可能な最大形成がその日の日没前(す
なわちt=18)には達しないことを示す。
空気中のスモッグ形成が生じた時間(tt−to)は式
(81)にしたがって決定することができ、ただし条件 が適正であれば決定する時間は最小時間である。この時
間と測定の時間(tt)を知れば、空気中へのROC放出の
見掛け時間(すなわちROC放出強度および日光強度に関
し測定されたROC放出の平均時間)を式(113)により決
定することができ、この時間はスモッグ形成期間の開始
に相当する。
to=tt−(tt−to) (113) 第2表に示したような、その日における の数値を計算するのが便利である。式(81)および(11
3)から式(114)が得られる: につき式(114)によって限定された数値に対応する時
間(to)は、第2表から内挿によって得ることができ
る。
につき式(114)を適用して決定された数値およびto
関する対応値、すなわちサンプリングの各時点にて空気
に関するROC放出の見掛け時間を第3表の列29および30
に示し、ここで<06のtoはROCが測定日に先立って空気
中に流入したことを示す。期間11.29〜12.30hrsおよび1
4.04hrsにてサンプリングされた空気につき、データは
ほぼ夜明けに空気中に放出された著量のROCと一致し、
或いは結果はその日にサンプリングされた空気のスモッ
グ形成活性が測定日に先立つ日に空気に放出されたROC
に起因することを示す。
空気中に選択量のスモッグを発生する時間を決定する
ための一般的場合につき、ここに1つの空気分析の例と
して示す。試料と同じ特性を有する空気につき選択時間
(すなわちサンプリング日における夜明けから日没まで
に予想されるスモッグ、オゾンおよび一酸化窒素の濃度
を決定する。この実施例のための空気試料は、1145hrs
にてサンプリングされた空気として任意に選択される。
記載した手順を、他の時間でサンプリングされた空気に
適用することができる。選択時間で予想されるスモッグ
濃度は、式(81)を用いてシステム100の操作により得
られたデータから決定される。
この実施例につき、サンプリング時点で空気中に存在
すると決定された窒素酸化物は、事前の日中時間に存在
したと思われる。ROCはROC放出の測定平均時間(to)に
対応する単一の時間(すなわちサンプリング日における
08.30hr)で空気中に放出されると解釈される。
[式中、t=oは1145試料につき予め決定されたROC放
出の時間(すなわちt=oは0830hrsに対応する)であ
る]を、選択時間につき第2表に示したデータから計算
する。得られた数値を第4表に示す。tの全数値につき の数値は1145にて試料空気につき決定され、すなわち である(第3表参照)。ROC放出の決定時間に先立つ の数値は である一方、全時間t≧[t=0]につき であり、これは1145試料につき決定されかつ第3表に示
される。選択時間における空気温度を第2表に示す。各
選択時間につき式(81)により第4表の日光データを用
いて計算された形成スモッグの予測濃度 およびそれらの結果を第4表に示す。一酸化窒素濃度の
初期値は、式(109)を適用して の数値から決定される。したがって、oFNOは数値0.9を
有し、 は0.13ppmの数値を有する。
の領域は不等式(110) によって試験される。
各時間につき決定された数値[適正(T)または非適
正(F)]を第4表に示す。
条件(110)が非適正値を有する場合、その選択時間
にて予測される一酸化窒素濃度 は式(68)にしたがって計算され、数値が適正であれば は式(73)を用いて得られる。同様に、オゾン濃度は数
値が不適正であれば式(69)により、また数値が適正で
あれば式(74)により決定される。
選択時間につき並びに空気の分散もしくは希釈がない
条件につき決定された一酸化窒素およびオゾンの予測濃
度を第4表に示す。用いた光強度および空気温度の数値
を第2表に示す。
工業用途 本発明の方法およびシステムは次の工業用途を有す
る: (a)NOx、NO、O3、ROCなどを決定する必要なしに単一
物質、すなわちNOを測定して、空気の全スモッグ濃度を
決定することができる。
(b)ROCと、その組成と、濃度とを決定し、さらに別
途に複雑かつ大凡の化学速度計算を行なうことを必要と
するスモッグ形成過程の詳細な化学をモデル化して推定
する必要なしに、空気のスモッグ形成活性を直接に測定
することができる。
(c)スモッグ形成の予測を実時間で評価することがで
きる。
(d)オゾン濃度と窒素酸化物濃度とを1つの検出器
(NO検出器)で決定することができる。
(e)事前のスモッグ形成の持続時間を簡明に決定する
ことができる。従来技術は、事前のスモッグ形成の持続
時間を決定する満足な手段を与えない。
(f)スモッグ形成の予想過程を、単一の空気試料の測
定から定量的に予測することができる。従来技術は、単
一の計器分析からこの種の予測を行なう代案手段を与え
ない。
(g)反応または空気中の滞留時間の長さとは無関係
に、空気中への事前のROCおよび窒素酸化物の放出量を
決定するための敏感な手段を得ることができる。代案手
段によるROCの決定は、化学形態へのROC放出の反応によ
り現存のROC分析法では容易に検出されない変換に基づ
き偏った結果を与える。
(h)スモッグ形成の全量に比例して変化するスモッグ
形成の尺度を得ることができる(これは単一物質、たと
えばNOもしくはO3の濃度、すなわち全スモッグ形成と共
に非直線的に変化する濃度を決定する従来型の測定とは
異なる)。
(i)スモッグ形成を僅か3種の測定パラメータ、すな
わちNOy濃度、スモッグ濃度およびスモッグ形成の速度
係数によって特性化することができ、多くの化学物質の
挙動を特定化する必要がない。
(j)ROC放出源の位置を、空気中のスモッグ形成の持
続時間からスモッグ形成の際の空気の軌跡および速度を
知って推定することができる。
(k)空気中に過剰のオゾン濃度の形成を抑制するため
の最も効果的な選択手段を、空気中におけるスモッグ形
成の程度の数値から決定することができる。この程度が
数値1に達すれば、窒素酸化物の最小化が上記の手段と
なる。程度が1未満であれば、ROC放出の管理が上記の
手段となる。
(l)硝酸まで変換した或いは気相から損失した窒素酸
化物の濃度を決定することができる。これは、空気から
の酸性もしくは硝酸塩付着に利用される窒素の量の尺度
となるため実用上特に重要である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 PJ4900 (32)優先日 1989年6月23日 (33)優先権主張国 オーストラリア(AU) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 31/00 - 31/22 G01N 21/75 - 21/83

Claims (82)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】以下(a)−(g)の各ステップを含むこ
    とを特徴とする空気中におけるスモッグ生成の速度係数
    決定方法: (a)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (b)前記混合物中の過量の一酸化窒素を混合物中のほ
    ぼ全てのオゾンと第1選択時間にわたって反応させるス
    テップ; (c)第1選択時間経過後に混合物中の第1一酸化窒素
    濃度を決定するステップ; (d)基準温度条件及び基準照明条件下で、前記(a)
    の混合物または第1選択時間経過後の混合物を第2選択
    時間にわたって照明するステップ; (e)照明終了後に、混合物中の過量の一酸化窒素を混
    合物中に存在するオゾンと第3選択時間にわたって反応
    させるステップ; (f)第3選択時間経過後に混合物中の第2一酸化窒素
    濃度を決定するステップ;及び (g)第1一酸化窒素濃度及び第2一酸化窒素濃度、基
    準温度条件及び基準照明条件、そして第2選択時間か
    ら、スモッグ生成の速度係数を決定するステップ。
  2. 【請求項2】以下(a)−(g)の各ステップを含むこ
    とを特徴とする空気中におけるスモッグ生成の速度係数
    決定方法: (a)空気に過量のオゾンを付加して過量のオゾン/空
    気混合物を生成するステップ; (b)前記混合物中の過量のオゾンを混合物中のほぼ全
    ての一酸化窒素と第1選択時間にわたって反応させるス
    テップ; (c)第1選択時間経過後に混合物中の第1オゾン濃度
    を決定するステップ; (d)基準温度条件及び基準照明条件下で、前記(a)
    の混合物または第1選択時間経過後の混合物を第2選択
    時間にわたって照明するステップ; (e)照明終了後に、混合物中の過量のオゾンを混合物
    中に存在する一酸化窒素と第3選択時間にわたって反応
    させるステップ; (f)第3選択時間経過後に混合物中の第2オゾン濃度
    を決定するステップ;及び (g)第1オゾン濃度及び第2オゾン濃度、基準温度条
    件及び基準照明条件、そして第2選択時間から、スモッ
    グ生成の速度係数を決定するステップ。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の方法において、更に、 (a)(i)前記ステップ(b)に先立ち、一定量の酸
    化窒素を混合物に付加するステップ; を含むことを特徴とする空気中におけるスモッグ生成の
    速度係数決定方法。
  4. 【請求項4】以下(a)−(g)の各ステップを含むこ
    とを特徴とする選択された温度条件及び照明条件下での
    空気中におけるスモッグ生成の速度係数決定方法: (a)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (b)前記混合物中の過量の一酸化窒素を混合物中のほ
    ぼ全てのオゾンと第1選択時間にわたって反応させるス
    テップ; (c)第1選択時間経過後に混合物中の第1一酸化窒素
    濃度を決定するステップ; (d)選択された温度条件及び照明条件下で、前記
    (a)の混合物または第1選択時間経過後の混合物を第
    2選択時間にわたって照明するステップ; (e)照明終了後に、混合物中の過量の一酸化窒素を混
    合物中に存在するオゾンと第3選択時間にわたって反応
    させるステップ; (f)第3選択時間経過後に混合物中の第2一酸化窒素
    濃度を決定するステップ;及び (g)第1一酸化窒素濃度及び第2一酸化窒素濃度、そ
    して第2選択時間から、速度係数を決定するステップ。
  5. 【請求項5】以下(a)−(g)の各ステップを含むこ
    とを特徴とする選択された温度条件及び照明条件下での
    空気中におけるスモッグ生成の速度係数決定方法: (a)空気に過量のオゾンを付加して過量のオゾン/空
    気混合物を生成するステップ; (b)前記混合物中の過量のオゾンを混合物中のほぼ全
    ての一酸化窒素と第1選択時間にわたって反応させるス
    テップ; (c)第1選択時間経過後に混合物中の第1オゾン濃度
    を決定するステップ; (d)選択された温度条件及び照明条件下で、前記
    (a)の混合物または第1選択時間経過後の混合物を第
    2選択時間にわたって照明するステップ; (e)照明終了後、混合物中の過量のオゾンを混合物中
    に存在する一酸化窒素と第3選択時間にわたって反応さ
    せるステップ; (f)第3選択時間経過後に混合物中の第2オゾン濃度
    を決定するステップ;及び (g)第1オゾン濃度及び第2オゾン濃度、そして第2
    選択時間から速度係数を決定するステップ。
  6. 【請求項6】請求項5に記載の方法において、更に、 (a)(i)前記ステップ(b)に先立ち、一定量の一
    酸化窒素を混合物に付加するステップ; を含むことを特徴とする空気中におけるスモッグ生成の
    速度係数決定方法。
  7. 【請求項7】以下(A)−(C)の各ステップを含むこ
    とを特徴とする、選択された照明条件及び温度条件下で
    の空気中における最大スモッグ生成の所要時間決定方
    法: (A)前記請求項1、2または3に記載の方法により空
    気中におけるスモッグ生成の速度係数を決定するステッ
    プ; (B)以下のステップ(Bi)−(Biii)により空気中の
    最大可能スモッグ形成を決定するステップ; (Bi)以下のステップ(I)−(Iiii)により空気中に
    おけるスモッグ濃度を決定するステップ; (I)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (Ii)以下のステップ(i)−(v)により空気中にお
    けるスモッグ濃度を決定するステップ; (i)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (ii)混合物中の過量の一酸化窒素を混合物中のほぼ全
    てのオゾンと選択された時間にわたって反応させるステ
    ップ; (iii)選択時間経過後に混合物中の一酸化窒素濃度を
    決定するステップ; (iv)選択時間経過後に混合物中の総窒素酸化物(NO
    y)濃度を決定するステップ;及び (v)上記(iii)の一酸化窒素濃度及び(iv)のNOy濃
    度から、形成スモッグの濃度を決定するステップ; (Iii)空気中へ予め放出されている総窒素酸化物濃度
    を、空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度から決
    定するステップ; (Iiii)上記ステップ(Iii)で決定された空気中へ予
    め放出されている総窒素酸化物濃度及び上記ステップ
    (Ii)で決定された空気中のスモッグ濃度から、空気中
    に予め形成されているスモッグ量を決定するステップ; (Bii)空気中へ予め放出されている総窒素酸化物濃度
    を、空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度から決
    定するステップ; (Biii)空気中へ予め放出されている総窒素酸化物濃度
    から、空気中における最大可能スモッグ形成量を決定す
    るステップ; (C)選択された温度条件及び照明条件の下で、最大ス
    モッグ形成の所要時間を最大可能スモッグ形成量及び速
    度係数から決定するステップ。
  8. 【請求項8】以下(A)−(C)の各ステップを含む、
    選択された照明条件及び温度条件下で空気中における最
    大スモッグ生成の所要時間決定方法: (A)前記請求項4、5または6に記載の方法により、
    選択された条件の下で空気中におけるスモッグ生成速度
    を決定するステップ; (B)以下(Bi)−(Biii)の各ステップにより空気中
    の最大可能スモッグ形成を決定するステップ; (Bi)以下(I)−(Iiii)により、空気中におけるス
    モッグ濃度を決定するステップ; (I)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (Ii)以下(i)−(v)の各ステップにより、空気中
    におけるスモッグ濃度を決定するステップ; (i)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (ii)混合物中の過量の一酸化窒素を混合物中のほぼ全
    てのオゾンと選択された時間にわたって反応させるステ
    ップ; (iii)選択時間経過後に混合物中の一酸化窒素濃度を
    決定するステップ; (iv)選択時間経過後に混合物中の総酸化窒素(NOy)
    濃度を決定するステップ;及び (v)上記(iii)の一酸化窒素濃度及び(iv)のNOy濃
    度から、形成スモッグの濃度を決定するステップ; (Iii)空気中へ予め放出されている総窒素酸化物濃度
    を、空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度から決
    定するステップ; (Iiii)空気中に予め形成されているスモッグ量を、上
    記ステップ(Iii)で決定された空気中へ予め放出され
    ている総窒素酸化物濃度及び上記ステップ(Ii)で決定
    された空気中のスモッグ濃度から決定するステップ; (Bii)空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度か
    ら、空気中へ予め放出されている総窒素酸化物濃度を決
    定するステップ; (Biii)空気中へ予め放出されている総窒素酸化物濃度
    から、空気中における形成可能最大スモッグ量を決定す
    るステップ; (C)選択された温度条件及び照明条件の下で、最大ス
    モッグ形成の所要時間を形成可能最大スモッグ量及び速
    度から決定するステップ。
  9. 【請求項9】以下(A)−(E)の各ステップを含み、
    照明条件及び温度条件が知悉されている所定時間と同じ
    かまたはその時間内であり、前記所定時間の終点がスモ
    ッグ形成時間の終点と一致することを特徴とする、空気
    中のスモッグ形成時間決定方法: (A)前記所定時間にわたる空気温度を決定するステッ
    プ; (B)前記所定時間にわたる太陽光線強度を決定するス
    テップ; (C)上記請求項1、2または3に記載の方法により、
    空気中におけるスモッグ生成の速度係数を決定するステ
    ップ; (D)以下(I)−(IV)の各ステップにより、前記時
    間の終点において空気中に予め形成されているスモッグ
    の量を決定するステップ: (I)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (II)以下(i)−(v)の各ステップにより、空気中
    のスモッグ濃度を決定するステップ: (i)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (ii)混合物中の過量の一酸化窒素を混合物中のほぼ全
    てのオゾンと選択された時間にわたって反応させるステ
    ップ; (iii)選択時間経過後に混合物中の一酸化窒素濃度を
    決定するステップ; (iv)選択時間経過後に混合物中の総窒素酸化物(NO
    y)濃度を決定するステップ; (v)形成されたスモッグ濃度を、上記(iii)の一酸
    化窒素濃度及び(iv)のNOy濃度から決定するステッ
    プ; (III)空気中へ予め放出されている総窒素酸化物濃度
    を、空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度から決
    定するステップ; (IV)空気中に予め形成されているスモッグ量を、上記
    (III)において決定された空気中へ予め放出されてい
    る総窒素酸化物濃度及び上記(II)において決定された
    空気中のスモッグ濃度から決定するステップ; (E)空気中でスモッグ形成が行われていた時間を、予
    め形成されていたスモッグ量、速度係数、そして決定さ
    れた温度及び太陽光線強度から決定するステップ。
  10. 【請求項10】以下(A)−(E)の各ステップを含
    み、照明条件及び温度条件が知悉されている所定時間と
    同じかまたはその時間内であり、前記所定時間の終点が
    スモッグ形成時間の終点と一致することを特徴とする、
    空気中のスモッグ形成時間決定方法: (A)前記所定時間にわたる空気温度を決定するステッ
    プ; (B)前記所定時間にわたる太陽光線強度を決定するス
    テップ; (C)上記請求項4、5または6に記載の方法により、
    決定された温度及び太陽光線強度に一致した温度及び太
    陽光線強度の下での、空気中におけるスモッグ形成速度
    を決定するステップ; (D)以下(I)−(IV)の各ステップにより、前記時
    間の終点において空気中に予め形成されているスモッグ
    の量を決定するステップ: (I)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (II)以下(i)−(v)の各ステップにより、空気中
    のスモッグ濃度を決定するステップ: (i)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (ii)混合物中の過量の一酸化窒素を混合物中のほぼ全
    てのオゾンと選択された時間にわたって反応させるステ
    ップ; (iii)選択時間経過後に混合物中の一酸化窒素濃度を
    決定するステップ; (iv)選択時間経過後に混合物中の総窒素酸化物(NO
    y)濃度を決定するステップ; (v)上記(iii)の一酸化窒素濃度及び(iv)のNOy濃
    度から、形成されたスモッグ濃度を決定するステップ; (III)空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度か
    ら、空気中に予め放出されている総窒素酸化物濃度を決
    定するステップ; (IV)上記(III)において決定された空気中へ予め放
    出されている総窒素酸化物濃度及び上記(II)において
    決定された空気中のスモッグ濃度から、空気中に予め形
    成されているスモッグ量を決定するステップ; (E)予め形成されていたスモッグ量及びスモッグ形成
    速度から、空気中でスモッグ形成が行われていた時間を
    決定するステップ。
  11. 【請求項11】以下(α)−(γ)の各ステップを含む
    ことを特徴とする空気中に存在する反応性有機化合物
    (ROC)源の位置決定方法: (α)照明条件及び温度条件が知悉されている所定時間
    と同じかまたはその時間内であり、前記所定時間の終点
    がスモッグ形成時間の終点と一致する、空気中でスモッ
    グ形成が行われた時間を、以下(A)−(E)の各ステ
    ップにより決定するステップ: (A)所定時間にわたる空気温度を決定するステップ; (B)所定時間にわたる太陽光線強度を決定するステッ
    プ; (C)空気中におけるスモッグ形成の速度係数を、請求
    項1、2または3に記載の方法により決定するステッ
    プ; (D)以下(I)−(IV)の各ステップにより、前記時
    間の終点において空気中に予め生成されているスモッグ
    量を決定するステップ: (I)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (II)空気中のスモッグ濃度を、以下(i)−(v)の
    各ステップにより決定するステップ: (i)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (ii)混合物中の前記過量の一酸化窒素を混合物中のほ
    ぼ全てのオゾンと選択された時間にわたって反応させる
    ステップ; (iii)選択時間経過後に混合物中の一酸化窒素濃度を
    決定するステップ; (iv)選択時間経過後に混合物中の総窒素酸化物(NO
    y)濃度を決定するステップ; (v)上記(iii)の一酸化窒素濃度及び(iv)のNOy濃
    度から、形成されたスモッグ濃度を決定するステップ; (III)空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度か
    ら、空気中に予め放出されている総窒素酸化物濃度を決
    定するステップ; (IV)上記(III)において決定された空気中へ予め放
    出されている総窒素酸化物濃度及び上記(II)において
    決定された空気中のスモッグ濃度から、空気中に予め形
    成されているスモッグ量を決定するステップ; (E)予め形成されていたスモッグ量、速度係数、そし
    て決定された温度及び太陽光線強度から、空気中でスモ
    ッグ形成が行われた時間を決定するステップ; (β)前記時間中における空気中での動きの速度及び軌
    跡を決定するステップ; (γ)前記時間及び該時間に亙る空気中での前記速度及
    び軌跡から、前記ROC源の位置を決定するステップ。
  12. 【請求項12】以下(α)−(γ)の各ステップを含む
    ことを特徴とする空気中に存在する反応性有機化合物
    (ROC)源の位置決定方法: (α)照明条件及び温度条件が知悉されている所定時間
    と同じかまたはその時間内であり、且つ、前記所定時間
    の終点がスモッグ形成時間の終点と一致する、空気中で
    スモッグ形成が行われた時間を、以下(A)−(E)の
    各ステップにより決定するステップ: (A)所定時間にわたる空気温度を決定するステップ; (B)所定時間にわたる太陽光線強度を決定するステッ
    プ; (C)決定された温度及び太陽光線強度に対応する温度
    及び光線下での空気中におけるスモッグ形成の速度を、
    請求項4、5または6に記載の方法により決定するステ
    ップ; (D)以下(I)−(IV)の各ステップにより、前記時
    間の終点において空気中に予め生成されているスモッグ
    量を決定するステップ: (I)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (II)空気中のスモッグ濃度を、以下(i)−(v)の
    各ステップにより決定するステップ: (i)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (ii)混合物中の前記過量の一酸化窒素を混合物中のほ
    ぼ全てのオゾンと選択された時間にわたって反応させる
    ステップ; (iii)選択時間経過後に混合物中の一酸化窒素濃度を
    決定するステップ; (iv)選択時間経過後に混合物中の総窒素酸化物(NO
    y)濃度を決定するステップ; (v)上記(iii)の一酸化窒素濃度及び(iv)のNOy濃
    度から、形成されたスモッグ濃度を決定するステップ; (III)空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度か
    ら、空気中へ予め放出されている総窒素酸化物濃度を決
    定するステップ; (IV)上記(III)において決定された空気中へ予め放
    出されている総窒素酸化物濃度及び上記(II)において
    決定された空気中のスモッグ濃度から、空気中に予め形
    成されているスモッグ量を決定するステップ; (E)予め形成されていたスモッグ量及びスモッグ形成
    速度から、空気中でスモッグ形成が行われた時間を決定
    するステップ; (β)前記時間中における空気中での動きの速度及び軌
    跡を決定するステップ; (γ)前記時間及び該時間に亙る空気中での前記速度及
    び軌跡から、前記ROC源の位置を決定するステップ。
  13. 【請求項13】以下(A)−(D)の各ステップを含
    み、選択された温度条件及び照明条件の下で且つ空気中
    に選択された量の初期スモッグが存在する状態で、空気
    中に選択された量のスモッグを生成するための時間を決
    定する方法: (A)請求項1、2または3に記載の方法によって、空
    気中におけるスモッグ生成の速度係数を決定するステッ
    プ; (B)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (C)前記(B)のNOy濃度及び空気中におけるスモッ
    グの選択された初期量から、予め空気中へ放出されてい
    るNOy量を決定するステップ; (D)速度係数及びNOy量から、選択された温度条件及
    び照明条件下での空気中において選択された量のスモッ
    グを生成するために必要な時間を決定するステップ。
  14. 【請求項14】以下(A)−(D)の各ステップを含
    み、選択された温度条件及び照明条件の下で且つ空気中
    に選択された量の初期スモッグが存在する状態で、空気
    中に選択された量のスモッグを生成するために必要な時
    間を決定するための方法: (A)請求項4、5または6に記載の方法によって、選
    択された温度条件及び照明条件の下での空気中における
    スモッグ生成速度を決定するステップ; (B)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (C)上記(B)のNOy濃度及び空気中におけるスモッ
    グの選択された初期量から、予め空気中へ放出されてい
    るNOy量を決定するステップ; (D)予め空気中に放出されているNOyの速度及び量か
    ら、選択された温度条件及び照明条件下での空気中にお
    いて選択された量のスモッグを生成するために必要な時
    間を決定するステップ。
  15. 【請求項15】以下(a)−(e)の各ステップを含
    み、空気中のスモッグ濃度を決定するための方法: (a)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (b)前記混合物中の過量の一酸化窒素を混合物中のほ
    ぼ全てのオゾンと選択された時間にわたり反応させるス
    テップ; (c)選択時間経過後に混合物中の一酸化窒素濃度を決
    定するステップ; (d)選択時間経過後に混合物中の総酸化窒素(NOy)
    濃度を決定するステップ; (e)上記(c)の一酸化窒素濃度及び上記(d)のNO
    y濃度から、空気中のスモッグ濃度を決定するステッ
    プ。
  16. 【請求項16】以下(A)−(D)の各ステップを含む
    ことを特徴とする空気中に予め形成されているスモッグ
    量を決定する方法: (A)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (B)請求項15に記載の方法に従って、空気中のスモッ
    グ濃度を決定するステップ; (C)空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度か
    ら、予め空気中に放出されている総窒素酸化物濃度を決
    定するステップ; (D)上記ステップ(C)で決定された予め空気中に放
    出されている総窒素酸化物濃度及び上記ステップ(B)
    で決定された空気中のスモッグ濃度から、予め空気中に
    形成されているスモッグ量を決定するステップ。
  17. 【請求項17】以下(α)−(γ)の各ステップを含む
    ことを特徴とする空気中における形成可能最大スモッグ
    量を決定するための方法: (α)空気中に予め形成されているスモッグ量を、以下
    (A)−(D)の各ステップにより決定するステップ; (A)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (B)請求項15に記載の方法により、空気中のスモッグ
    濃度を決定するステップ; (C)空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度か
    ら、予め空気中に放出されている総窒素酸化物濃度を決
    定するステップ;及び (D)前記ステップ(C)で決定された予め空気中に放
    出されている総窒素酸化物濃度及び前記ステップ(B)
    で決定された空気中のスモッグ濃度から、空気中に予め
    形成されたスモッグ量を決定するステップ; (β)空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度か
    ら、空気中に予め放出されている総窒素酸化物濃度を決
    定するステップ; (γ)空気中に予め放出総窒素酸化物濃度から、空気中
    の形成可能最大スモッグ量を決定するステップ。
  18. 【請求項18】以下(I)−(III)の各ステップを含
    むことを特徴とする空気中における現在のスモッグ形成
    程度を決定する方法: (I)空気中における形成可能最大スモッグ量を、以下
    (α)−(γ)の各ステップにより決定するステップ; (α)空気中に予め形成されているスモッグ量を、以下
    (A)−(D)の各ステップにより決定するステップ; (A)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (B)請求項15に記載の方法により、空気中のスモッグ
    濃度を決定するステップ; (C)空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度か
    ら、空気中に予め放出されている総窒素酸化物濃度を決
    定するステップ; (D)上記ステップ(C)で決定された空気中に予め放
    出されている総窒素酸化物濃度及び上記ステップ(B)
    で決定された空気中のスモッグ濃度から、空気中に予め
    形成されているスモッグ量を決定するステップ; (β)空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度か
    ら、空気中に予め放出されている総窒素酸化物濃度を決
    定するステップ; (γ)空気中に予め放出されている総窒素酸化物濃度か
    ら、空気中における最大形成可能スモッグ(量)を決定
    するステップ; (II)空気中に予め形成されているスモッグ量を、以下
    (AA−DD)の各ステップにより決定するステップ; (AA)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (BB)請求項15に記載の方法により、空気中のスモッグ
    濃度を決定するステップ; (CC)空気中のNOy濃度及び空気中のスモッグ濃度か
    ら、空気中に予め放出されている総窒素酸化物濃度を決
    定するステップ; (DD)ステップ(CC)で決定された空気中に予め放出さ
    れている総窒素酸化物濃度及びステップ(BB)で決定さ
    れた空気中のスモッグ濃度から、空気中に予め形成され
    ているスモッグ量を決定するステップ; (III)空気中における現在のスモッグ形成程度を、空
    気中に予め形成されているスモッグ量と空気中の最大可
    能スモッグ濃度との比として演算するステップ。
  19. 【請求項19】以下(A)−(D)の各ステップを含
    み、空気中のオゾン濃度を決定する方法: (A)空気中の一酸化窒素濃度を決定するステップ; (B)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (C)請求項15に記載の方法に従って、空気中のスモッ
    グ濃度を決定するステップ; (D)測定された空気中の一酸化窒素濃度及びNOy濃
    度、そしてスモッグ濃度から、空気中のオゾン濃度を演
    算するステップ。
  20. 【請求項20】以下(A)−(E)の各ステップを含
    み、空気中の一酸化窒素及び/またはオゾン濃度を決定
    する方法: (A)空気中の太陽光線強度を決定するステップ; (B)空気の温度を決定するステップ; (C)空気中のNOy濃度を決定するステップ; (D)請求項15に記載の空気中のスモッグ濃度を決定す
    るステップ; (E)空気中の一酸化窒素及び/またはオゾン濃度を、
    NOy濃度及びスモッグ濃度、太陽光線強度、そして温度
    から決定するステップ。
  21. 【請求項21】以下(a)−(g)の各ステップを含む
    ことを特徴とする空気中のROC濃度決定方法: (a)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (b)前記混合物中の過量の一酸化窒素を混合物中のほ
    ぼ全てのオゾンと第1選択時間にわたって反応させるス
    テップ; (c)第1選択時間経過後に混合物中の第1一酸化窒素
    濃度を決定するステップ; (d)基準温度条件及び基準照明条件下で、前記(a)
    の混合物または第1選択時間経過後の混合物を第2選択
    時間にわたって照明するステップ; (e)照明終了後、混合物中の過量の一酸化窒素を混合
    物中に存在するオゾンと第3選択時間にわたって反応さ
    せるステップ; (f)第3選択時間経過後に混合物中の第2一酸化窒素
    濃度を決定するステップ;及び (g)第1一酸化窒素濃度及び第2一酸化窒素濃度、第
    2選択時間、基準温度条件及び基準照明条件から、空気
    中のROC濃度を決定するステップ。
  22. 【請求項22】以下(a)−(g)の各ステップを含む
    ことを特徴とする空気中のROC濃度決定方法: (a)空気に過量のオゾンを付加して過量のオゾン/空
    気混合体を生成し、該混合体へ一定量の窒素酸化物を選
    択的に付加するステップ; (b)前記混合物中の過量のオゾンを混合物中のほぼ全
    ての一酸化窒素と第1選択時間にわたって反応させるス
    テップ; (c)第1選択時間経過後に混合物中の第1オゾン濃度
    を決定するステップ; (d)基準温度条件及び基準照明条件下で、前記(a)
    の混合物または第1選択時間経過後の混合物を第2選択
    時間にわたって照明するステップ; (e)照明終了後、混合物中の過量のオゾンを混合物中
    に存在する一酸化窒素と第3選択時間にわたって反応さ
    せるステップ; (f)第3選択時間経過後に混合物中の第2オゾン濃度
    を決定するステップ;及び (g)第1オゾン濃度及び第2オゾン濃度、基準温度条
    件及び基準照明条件、そして第2選択時間から、空気中
    のROC濃度を決定するステップ。
  23. 【請求項23】以下(a)−(g)の各ステップを含
    み、空気中に予め放出されている総ROC濃度を決定する
    ための方法: (a)空気に過量の一酸化窒素を付加して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成するステップ; (b)前記混合物中の過量の一酸化窒素を混合物中のほ
    ぼ全てのオゾンと第1選択時間にわたって反応させるス
    テップ; (c)第1選択時間経過後に混合物中の第1一酸化窒素
    濃度を決定するステップ; (d)基準温度条件及び基準照明条件下で、前記(a)
    の混合物または第1選択時間経過後の混合物を第2選択
    時間にわたって照明するステップ; (e)照明終了後、混合物中の過量の一酸化窒素を混合
    物中に存在するオゾンと第3選択時間にわたって反応さ
    せるステップ; (f)第3選択時間経過後に混合物中の第2一酸化窒素
    濃度を決定するステップ;及び (g)第1一酸化窒素濃度及び第2一酸化窒素濃度、そ
    して基準温度条件及び基準照明条件から、空気中に予め
    放出されている総ROC濃度を決定するステップ。
  24. 【請求項24】以下(a)−(g)の各ステップを含む
    ことを特徴とする空気中に予め放出されているROC濃度
    決定方法: (a)空気に過量のオゾンを付加して過量のオゾン/空
    気混合体を生成し、該混合体へ一定量の窒素酸化物を選
    択的に付加するステップ; (b)前記混合物中の過量のオゾンを混合物中のほぼ全
    ての一酸化窒素と第1選択時間にわたって反応させるス
    テップ; (c)第1選択時間経過後に混合物中の第1オゾン濃度
    を決定するステップ; (d)基準温度条件及び基準照明条件下で、前記(a)
    の混合物または第1選択時間経過後の混合物を第2選択
    時間にわたって照明するステップ; (e)照明終了後、混合物中の過量のオゾンを混合物中
    に存在する一酸化窒素と第3選択時間にわたって反応さ
    せるステップ; (f)第3選択時間経過後に混合物中の第2オゾン濃度
    を決定するステップ;及び (g)第1オゾン濃度及び第2オゾン濃度、基準温度条
    件及び基準照明条件、そして第2選択時間から、空気中
    に予め放出されている総ROC濃度を決定するステップ。
  25. 【請求項25】以下(a)−(i)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中におけるスモッグ形成の速度係数決
    定システム: (a)過量の一酸化窒素と空気とを混合させて過量の一
    酸化窒素/空気混合物を生成する混合器; (b)前記混合器と機能接続され、その内部で前記混合
    物中の過量の一酸化窒素が第1選択時間にわたって混合
    物中のほぼ全てのオゾンと反応可能な第1反応器; (c)前記混合器と機能接続された光反応器; (d)基準温度条件下及び基準照明条件下で、前記光反
    応器内の混合物、または光反応器内の第1選択時間後の
    上記(a)の混合物を第2選択時間にわたって照明する
    ために光反応器周囲に機能配置された照明源; (e)前記光検出器と機能接続され、その内部で混合物
    が第3選択時間にわたって反応して、混合物中の過量の
    一酸化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する第
    2反応器; (f)第1選択時間後に混合物の第1一酸化窒素濃度を
    決定するために第1反応器と機能接続され、第3選択時
    間後に混合物の第2一酸化窒素濃度を決定するために第
    2反応器と機能接続された一酸化窒素分析器; (g)前記光検出器に機能接続され、混合物の温度を決
    定する温度センサ; (h)前記照明源と機能接続され、照明された混合物の
    照明量を決定する照明センサ; (i)前記温度センサ、照明センサ及び一酸化窒素分析
    器と機能接続され、第1及び第2一酸化窒素濃度、基準
    温度条件及び基準照明条件、そして第2選択時間から速
    度係数を決定する演算手段。
  26. 【請求項26】以下(a)−(i)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中におけるスモッグ形成の速度係数決
    定システム: (a)過量のオゾンと空気とを混合させて過量のオゾン
    /空気混合物を生成する第1混合器; (b)前記混合器と機能接続され、その内部で前記混合
    物が、第1選択時間に亙って該混合物中の過量のオゾン
    が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応可能な第1反応
    器; (c)前記混合器と機能接続された光反応器; (d)基準温度条件及び基準照明条件下で、前記光反応
    器内の混合物、または光反応器内の第1選択時間後の上
    記(a)の混合物を第2選択時間にわたって照明するた
    めに光反応器周囲に機能配置された照明源; (e)前記光検出器と機能接続され、その内部で混合物
    が第3選択時間にわたって反応し、混合物中の過量のオ
    ゾンが混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する第2反応
    器; (f)第1選択時間後に混合物の第1オゾン濃度を決定
    するために第1反応器と機能接続され、第3選択時間後
    に混合物の第2オゾン濃度を決定するために第2反応器
    と機能接続されたオゾン分析器; (g)前記光検出器に機能接続され、混合物の温度を決
    定する温度センサ; (h)前記照明源と機能接続され、照明された混合物の
    照明量を決定する照明センサ; (i)前記温度センサ、照明センサ及びオゾン分析器と
    機能接続され、第1及び第2オゾン濃度、基準温度条件
    及び基準照明条件、そして第2選択時間から速度係数を
    決定する演算手段。
  27. 【請求項27】請求項26に記載のシステムにおいて、更
    に、一定量の窒素酸化物を空気と混合させるために第1
    混合器と機能接続された第2混合器を含むことを特徴と
    する空気中におけるスモッグ形成の速度係数決定システ
    ム。
  28. 【請求項28】以下(a)−(g)の各要素を含むこと
    を特徴とする選択された温度条件及び照明条件下での空
    気中におけるスモッグ形成の速度係数決定システム: (a)過量の一酸化窒素と空気とを混合させて過量の一
    酸化窒素/空気混合物を生成する混合器; (b)前記混合器と機能接続され、その内部で前記混合
    物中の過量の一酸化窒素が、第1選択時間にわたって混
    合物中のほぼ全てのオゾンと反応可能な第1反応器; (c)前記混合器と機能接続された光反応器; (d)選択された温度条件及び照明条件下で、前記光反
    応器内の混合物、または光反応器内の第1選択時間後の
    上記(a)の混合物を第2選択時間にわたって照明する
    ために光反応器周囲に機能配置された照明源; (e)前記光検出器と機能接続され、その内部で混合物
    が第3選択時間にわたって反応し、混合物中の過量の一
    酸化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する第2
    反応器; (f)第1選択時間後に混合物の第1一酸化窒素濃度を
    決定するために第1反応器と機能接続され、第3選択時
    間後に混合物の第2一酸化窒素濃度を決定するために第
    2反応器と機能接続された一酸化窒素分析器; (g)前記一酸化窒素分析器と機能接続され、第1及び
    第2一酸化窒素濃度、そして第2選択時間から、速度を
    演算する演算手段。
  29. 【請求項29】以下(a)−(g)の各要素を含むこと
    を特徴とする選択された温度条件及び照明条件下での空
    気中におけるスモッグ形成の速度係数決定システム: (a)過量のオゾンと空気とを混合させて過量のオゾン
    /空気混合物を生成する第1混合器; (b)前記混合器と機能接続され、その内部で前記混合
    物中の過量のオゾンが第1選択時間にわたって混合物中
    のほぼ全ての一酸化窒素と反応可能な第1反応器; (c)前記混合器と機能接続された光反応器; (d)選択された温度条件及び照明条件下で、前記光反
    応器内の混合物、または光反応器内の第1選択時間後の
    上記(a)の混合物を第2選択時間にわたって照明する
    ために光反応器周囲に機能配置された照明源; (e)前記光検出器と機能接続され、その内部で混合物
    が第3選択時間にわたって反応し、混合物中の過量のオ
    ゾンが混合物中のほぼ全ての一酸化窒素と反応する第2
    反応器; (f)第1選択時間後に混合物の第1オゾン濃度を決定
    するために第1反応器と機能接続され、第3選択時間後
    に混合物の第2オゾン濃度を決定するために第2反応器
    と機能接続されたオゾン器; (g)前記オゾン分析器と機能接続され、第1及び第2
    オゾン濃度、そして第2選択時間から、速度を演算する
    演算手段。
  30. 【請求項30】以下(a)−(g)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中のROC濃度決定システム: (a)過量の一酸化窒素と空気とを混合させて過量の一
    酸化窒素/空気混合物を生成する混合器; (b)前記混合器と機能接続され、その内部で前記混合
    物が、第1選択時間に亙って該混合物中の過量の一酸化
    窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応可能な第1反
    応器; (c)前記混合器と機能接続された光反応器; (d)選択された温度条件及び照明条件下で、前記光反
    応器内の混合物、または光反応器内の第1選択時間後の
    上記(a)の混合物を第2選択時間にわたって照明する
    ために光反応器周囲に機能配置された照明源; (e)前記光検出器と機能接続され、その内部で混合物
    が第3選択時間にわたって反応し、混合物中の過量の一
    酸化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する第2
    反応器; (f)第1選択時間後に混合物の第1一酸化窒素濃度を
    決定するために第1反応器と機能接続され、第3選択時
    間後に混合物の第2一酸化窒素濃度を決定するために第
    2反応器と機能接続された一酸化窒素分析器; (g)前記一酸化窒素分析器と機能接続され、第1及び
    第2一酸化窒素濃度、第2選択時間、そして基準温度条
    件及び基準照明条件から空気中のROC濃度を演算する演
    算手段。
  31. 【請求項31】以下(a)−(g)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中のROC濃度決定システム: (a)過量のオゾンと空気とを混合させて過量のオゾン
    /空気混合物を生成する混合器; (b)前記混合器と機能接続され、その内部で前記混合
    物中の過量のオゾンが、第1選択時間にわたって混合物
    中のほぼ全ての一酸化窒素と反応可能な第1反応器; (c)前記混合器と機能接続された光反応器; (d)選択された温度条件及び照明条件下で、前記光反
    応器内の混合物、または光反応器内の第1選択時間後の
    上記(a)の混合物を第2選択時間にわたって照明する
    ために光反応器周囲に機能配置された照明源; (e)前記光検出器と機能接続され、その内部で混合物
    が第3選択時間にわたって反応し、混合物中の過量のオ
    ゾンが混合物中のほぼ全ての一酸化窒素と反応する第2
    反応器; (f)第1選択時間後に混合物の第1オゾン濃度を決定
    するために第1反応器と機能接続され、第3選択時間後
    に混合物の第2オゾン濃度を決定するために第2反応器
    と機能接続されたオゾン分析器; (g)前記光検出器に機能接続され、混合物の温度を決
    定する温度センサ; (h)前記照明源と機能接続され、照明された混合物の
    照明量を決定する照明センサ; (i)前記温度センサ、照明センサ及びオゾン分析器と
    機能接続され、第1及び第2オゾン濃度、基準温度条件
    及び基準照明条件、そして第2選択時間から空気中のRO
    C濃度を決定する演算手段。
  32. 【請求項32】以下(a)−(g)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中に予め放出されている総ROC濃度決
    定システム: (a)過量の一酸化窒素と空気とを混合させて過量の一
    酸化窒素/空気混合物を生成する混合器; (b)前記混合器と機能接続され、その内部で前記混合
    物中の過量の一酸化窒素が第1選択時間にわたって混合
    物中のほぼ全てのオゾンと反応可能な第1反応器; (c)前記混合器と機能接続された光反応器; (d)前記光反応器内の混合物、または光反応器内の第
    1選択時間後の上記(a)の混合物を、第2選択時間に
    わたって、基準温度条件及び基準照明条件下で照明する
    ために光反応器周囲に機能配置された照明源; (e)前記光検出器と機能接続され、その内部で混合物
    が第3選択時間にわたって反応し、混合物中の過量の一
    酸化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する第2
    反応器; (f)第1選択時間後に混合物の第1一酸化窒素濃度を
    決定するために第1反応器と機能接続され、第3選択時
    間後に混合物の第2一酸化窒素濃度を決定するために第
    2反応器と機能接続された一酸化窒素分析器; (g)前記一酸化窒素分析器と機能接続され、第1及び
    第2一酸化窒素濃度、第2選択時間、そして基準温度条
    件及び基準照明条件から予め空気中に放出された総ROC
    濃度を演算する演算手段。
  33. 【請求項33】以下(a)−(i)の各要素を含むこと
    を特徴とする、空気中に予め放出されている総ROC濃度
    決定システム: (a)過量のオゾンと空気とを混合させて過量のオゾン
    /空気混合物を生成する第1混合器; (b)前記混合器と機能接続され、その内部で前記混合
    物中の過量のオゾンが第1選択時間にわたって混合物中
    のほぼ全ての一酸化窒素と反応可能な第1反応器; (c)前記混合器と機能接続された光反応器; (d)基準温度条件及び基準照明条件下で、前記光反応
    器内の混合物、または光反応器内の第1選択時間後の上
    記(a)の混合物を第2選択時間にわたって照明するた
    めに光反応器周囲に機能配置された照明源; (e)前記光検出器と機能接続され、その内部で混合物
    が第3選択時間にわたって反応し、混合物中の過量のオ
    ゾンが混合物中のほぼ全ての一酸化窒素と反応する第2
    反応器; (f)第1選択時間後に混合物の第1オゾン濃度を決定
    するために第1反応器と機能接続され、第3選択時間後
    に混合物の第2オゾン濃度を決定するために第2反応器
    と機能接続されたオゾン分析器; (g)前記光検出器に機能接続され、混合物の温度を決
    定する温度センサ; (h)前記照明源と機能接続され、照明された混合物の
    照明量を決定する照明センサ; (i)前記温度センサ、照明センサ及びオゾン分析器と
    機能接続され、第1及び第2オゾン濃度、基準温度条件
    及び基準照明条件、そして第2選択時間から速度係数を
    決定する演算手段。
  34. 【請求項34】第1及び第2反応器と光反応器とは同じ
    反応器である、請求項25、26、27、28、29、30または32
    に記載のシステム。
  35. 【請求項35】前記第1反応器と光反応器とは同じ反応
    器である、請求項25、26、27、28、29、30または32に記
    載のシステム。
  36. 【請求項36】前記第2反応器と光反応器とは同じ反応
    器である、請求項25、26、27、28、29、30または32に記
    載のシステム。
  37. 【請求項37】前記第1反応器及び光反応器は、そこを
    混合物が別個の流れで連続して流通できる2つの別個の
    管であり、前記第2反応器は、光反応器からの混合物が
    連続して流通できる別個の管である、請求項25、26、2
    7、28、29、30または32に記載のシステム。
  38. 【請求項38】前記第1反応器は混合物がその内部を連
    続して流通している時に混合物に対して第1滞留時間を
    付与し、光反応器と第2反応器との組合せは混合物がそ
    の内部を連続して流通している時に混合物に対して第2
    滞留時間を付与し、且つこれら第1滞留時間と第2滞留
    時間とはほぼ等しい、請求項37に記載のシステム。
  39. 【請求項39】更に、前記第1混合器と機能接続される
    第2混合器を含み、該第2混合器内で一定量のNOxが空
    気に付加される、請求項29に記載のシステム。
  40. 【請求項40】以下(A)−(D)の各要素を含むこと
    を特徴とする選択された照明条件及び温度条件の下で空
    気中における最大量のスモッグ形成の所要時間決定シス
    テム: (A)空気中のNOy濃度を決定するNOy分析器; (B)請求項25、26または27のいずれかに記載の空気中
    におけるスモッグ形成の速度係数を決定するシステム; (C)以下(C)(i)−(C)(vi)の各要素を含む
    ことを特徴とする空気中において形成可能な最大スモッ
    グ量を決定するシステム; (C)(i)空気のNOy濃度を決定するための第1NOy分
    析器; (C)(ii)過量の一酸化窒素を空気と混合させて過量
    の一酸化窒素/空気混合体を生成する混合器; (C)(iii)前記混合器と機能接続され、その内部で
    混合物が選択された時間にわたって反応し、混合物中の
    過量の一酸化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応
    する反応器; (C)(iv)前記反応器と機能接続され、前記選択時間
    経過後に混合物の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素
    分析器; (C)(v)前記反応器と機能接続され、混合物のNOy
    濃度を決定する第2NOy分析器; (C)(vi)前記一酸化窒素分析器、第1及び第2NOy分
    析器と機能接続され、空気中における最大可能スモッグ
    形成量を、空気のNOy濃度、そして過量の一酸化窒素/
    空気混合物のNO及びNOy濃度から演算する演算手段; (D)上記(A)の分析器、上記(B)及び(C)の各
    システムと機能接続され、選択された温度条件及び照明
    条件の下でのNOy濃度、最大可能スモッグ形成量、そし
    て速度係数から、最大量のスモッグ形成のための所要時
    間を演算することを特徴とする演算手段。
  41. 【請求項41】以下(A)−(D)の各要素を含むこと
    を特徴とする選択された照明条件及び温度条件の下で空
    気中における最大量のスモッグ形成の所要時間決定シス
    テム: (A)空気中のNOy濃度を決定するNOy分析器; (B)請求項28、29または39のいずれかに記載の空気中
    におけるスモッグ形成速度を決定するシステム; (C)以下(C)(i)−(C)(vi)の各要素を含む
    ことを特徴とする空気中において形成可能な最大スモッ
    グ量を決定するシステム; (C)(i)空気のNOy濃度を決定するための第1NOy分
    析器; (C)(ii)過量の一酸化窒素を空気と混合させて過量
    の一酸化窒素/空気混合体を生成する混合器; (C)(iii)前記混合器と機能接続され、その内部で
    混合物が選択された時間にわたって反応し、混合物中の
    過量の一酸化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応
    する反応器; (C)(iv)前記反応器と機能接続され、前記選択時間
    経過後に混合物の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素
    分析器; (C)(v)前記反応器と機能接続され、混合物のNOy
    濃度を決定する第2NOy分析器; (C)(vi)前記一酸化窒素分析器、第1及び第2NOy分
    析器と機能接続され、空気中における最大可能スモッグ
    形成量を、空気のNOy濃度、そして過量の一酸化窒素/
    空気混合物のNO及びNOy濃度から演算する演算手段; (D)上記(A)の分析器、上記(B)及び(C)の各
    システムと機能接続され、選択された温度条件及び照明
    条件の下でのNOy濃度、最大可能スモッグ形成量、そし
    て速度から、スモッグ形成のための最大時間を演算する
    ことを特徴とする演算手段。
  42. 【請求項42】請求項40または41に記載のシステムにお
    いて、前記(A)のNOy分析器は、空気中の全NOyを一酸
    化窒素に変化させるNOy変換器及び総窒素酸化物量を決
    定する窒素酸化物分析器を含むことを特徴とする選択さ
    れた照明条件及び温度条件の下で空気中における最大量
    のスモッグ形成の所要時間決定システム。
  43. 【請求項43】以下(A)−(F)の各要素を含み、照
    明条件及び温度条件が知悉されている所定時間と等しい
    か該所定時間内であり、しかも該所定時間の終点はスモ
    ッグ形成時間の終点と合致する空気中のスモッグ形成時
    間を決定するシステム: (A)請求項25、26または27のいずれかに従って、空気
    中におけるスモッグ形成の速度係数を決定するシステ
    ム; (B)以下(B)(i)−(B)(v)の各要素を含む
    空気中のスモッグ濃度を決定するシステム: (B)(i)過量の一酸化窒素を空気と混合させて過量
    の一酸化窒素/空気混合物を生成する混合器; (B)(ii)前記混合器と機能接続され、混合物がその
    内部で選択された時間反応し、混合物中の過量の一酸化
    窒素は混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する反応器; (B)(iii)前記反応器と機能接続され、選択時間経
    過後に混合物の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分
    析器; (B)(iv)前記反応器と機能接続され、混合物のNOy
    濃度を決定するNOy分析器; (B)(v)前記一酸化窒素分析器及びNOy分析器と機
    能接続され、スモッグ濃度をNOy濃度及び一酸化窒素濃
    度から演算する演算手段; (C)空気中のNOy濃度を決定するためのNOy分析器; (D)選択時間継続中における空気の温度を決定するた
    めの温度センサ; (E)選択時間中における太陽光線照度を決定するため
    の光センサ; (F)前記温度センサ、光センサ、NOy分析器、そして
    スモッグ形成の速度係数決定システム及びスモッグ濃度
    決定システムと機能接続され、空気中におけるスモッグ
    形成が、測定された太陽光線照度条件及び温度条件下で
    行われた時間を演算するための演算手段。
  44. 【請求項44】以下(A)−(F)の各要素を含み、照
    明条件及び温度条件が知悉されている所定時間と等しい
    か該所定時間内であり、しかも該所定時間の終点はスモ
    ッグ形成時間の終点と合致する空気中のスモッグ形成時
    間を決定するシステム: (A)請求項28、29または39のいずれかに従って、空気
    中におけるスモッグ形成の速度を決定するシステム; (B)以下(B)(i)−(B)(v)の各要素を含む
    空気中のスモッグ濃度を決定するシステム: (B)(i)過量の一酸化窒素を空気と混合させて過量
    の一酸化窒素/空気混合物を生成する混合器; (B)(ii)前記混合器と機能接続され、混合物がその
    内部で選択された時間反応し、混合物中の過量の一酸化
    窒素は混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する反応器; (B)(iii)前記反応器と機能接続され、選択時間経
    過後に混合物の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分
    析器; (B)(iv)前記反応器と機能接続され、混合物のNOy
    濃度を決定するNOy分析器; (B)(v)前記一酸化窒素分析器及びNOy分析器と機
    能接続され、スモッグ濃度をNOy濃度及び一酸化窒素濃
    度から演算する演算手段; (C)空気中のNOy濃度を決定するためのNOy分析器; (D)選択時間継続中における空気の温度を決定するた
    めの温度センサ; (E)選択時間中における太陽光線照度を決定するため
    の光センサ; (F)前記温度センサ、光センサ、NOy分析器、そして
    スモッグ形成の速度決定システム及びスモッグ濃度決定
    システムと機能接続され、空気中におけるスモッグ形成
    が、測定された太陽光線照度条件及び温度条件下で行わ
    れた時間を演算するための演算手段。
  45. 【請求項45】請求項43または44に記載のシステムにお
    いて、上記(C)のNOy分析器は、混合物中のほぼ全て
    のNOyを一酸化窒素に変化させるNOy変換器を含み、該変
    換器は一酸化窒素分析器と機能接続していることを特徴
    とする、空気中のスモッグ形成時間を決定するシステ
    ム。
  46. 【請求項46】請求項43、44、または45に記載のシステ
    ムにおいて、更に、選択された時間中における空気の速
    度及び軌跡を決定する手段、及びスモッグ形成時間、空
    気速度、そして空気軌跡に基づき空気中に存在するROC
    の放出源位置を決定する演算手段を含むことを特徴とす
    る、空気中のスモッグ形成時間を決定するシステム。
  47. 【請求項47】以下(A)−(D)の各要素を含み、選
    択された温度条件及び照明条件の下で空気中において選
    択された量のスモッグを生成する所要時間決定システ
    ム: (A)請求項25、26または27に記載の空気中におけるス
    モッグ形成の速度係数決定システム; (B)以下(B)(i)−(B)(v)の各要素を含む
    空気中のスモッグ濃度決定システム: (B)(i)過量の一酸化窒素を空気と混合させて過量
    の一酸化窒素/空気混合物を生成する混合器; (B)(ii)前記混合器と機能接続され、その内部で混
    合物が選択された時間反応し、混合物中の過量の一酸化
    窒素は混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する反応器; (B)(iii)前記反応器と機能接続され、選択時間経
    過後に混合物の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分
    析器; (B)(iv)前記反応器と機能接続され、混合物のNOy
    濃度を決定するNOy分析器; (B)(v)前記一酸化窒素分析器及びNOy分析器と機
    能接続され、スモッグ濃度をNOy濃度及び一酸化窒素濃
    度から演算する演算手段; (C)空気中のNOy濃度を決定するためのNOy分析器; (D)前記速度係数決定システム、スモッグ濃度決定シ
    ステム、及びNOy分析器に機能接続され、選択された温
    度条件及び照明条件下での空気中における選択されたス
    モッグ量を生成するための所要時間を演算する演算手
    段。
  48. 【請求項48】以下(A)−(D)の各要素を含むこと
    を特徴とする、選択された温度条件及び照明条件の下で
    空気中において選択された量のスモッグを生成する所要
    時間決定システム: (A)請求項28、29または39に記載の空気中におけるス
    モッグ形成速度決定システム; (B)以下(B)(i)−(B)(v)の各要素を含む
    空気中のスモッグ濃度決定システム: (B)(i)過量の一酸化窒素を空気と混合させて過量
    の一酸化窒素/空気混合物を生成する混合器; (B)(ii)前記混合器と機能接続され、混合物がその
    内部で選択された時間反応し、混合物中の過量の一酸化
    窒素は混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する反応器; (B)(iii)前記反応器と機能接続され、選択時間経
    過後に混合物の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分
    析器; (B)(iv)前記反応器と機能接続され、混合物のNOy
    濃度を決定するNOy分析器; (B)(v)前記一酸化窒素分析器及びNOy分析器と機
    能接続され、スモッグ濃度をNOy濃度及び一酸化窒素濃
    度から演算する演算手段; (C)空気中のNOy濃度を決定するためのNOy分析器; (D)上記(A)(i)及び(B)の各システム、そし
    てNOy分析器に機能接続され、選択された温度条件及び
    照明条件下での空気中における選択されたスモッグ量を
    生成するための所要時間を演算する演算手段。
  49. 【請求項49】請求項47または48に記載のシステムにお
    いて、前記(C)のNOy分析器は、混合物中のほぼ全て
    のNOyを一酸化窒素に変換するNOy変換器を含み、該変換
    器は上記(B)の一酸化窒素分析器と機能接続されてい
    ることを特徴とする、選択された温度条件及び照明条件
    の下で空気中において選択された量のスモッグを生成す
    る所要時間決定システム。
  50. 【請求項50】請求項25、26、27、28、29、30、32また
    は39に記載のシステムにおいて、更に、前記光反応器と
    機能接続された照明中における混合物の温度を一定に保
    つコントローラ/プログラマを含み、これによって、照
    明中における混合物温度を一定に保持し、または変化さ
    せ、或は予め選択されまたは選択された温度プロフィー
    ルに従って温度変化可能としたことを特徴とするシステ
    ム。
  51. 【請求項51】請求項25、26、27、28、29、30、32また
    は39に記載のシステムにおいて、更に、前記照明源に機
    能接続された照明コントローラ/プログラマを含み、こ
    れにより、照度を一定保持、或は予め選択されまたは選
    択された照明プロフィールに従って変化可能としたこと
    を特徴とするシステム。
  52. 【請求項52】請求項25、26、27、28、29、30、32また
    は39に記載のシステムにおいて、更に、測定された量の
    空気を混合器へ搬送する第1測定搬送手段及び測定され
    た量の一酸化窒素を混合器へ搬送する第2測定搬送手段
    を含むことを特徴とするシステム。
  53. 【請求項53】請求項52に記載のシステムにおいて、更
    に、測定された量のオゾンを前記混合器へ搬送する第3
    搬送手段、及び混合器への注入に先だってオゾンを濾過
    するオゾンフィルタを含むことを特徴とするシステム。
  54. 【請求項54】請求項25、26、27、28、29、30、32また
    は39に記載のシステムにおいて、更に、混合器への注入
    に先だって空気を濾過する空気フィルタ、及び混合器へ
    の注入に先だって一酸化窒素を濾過する一酸化窒素フィ
    ルタを含むことを特徴とするシステム。
  55. 【請求項55】以下(a)−(e)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中のスモッグ濃度決定システム: (a)過量の一酸化窒素を空気と混合して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成する混合器; (b)前記混合器と機能接続され、その中で混合物が選
    択された時間にわたって反応し、混合物中の過量の一酸
    化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する反応
    器; (c)前記反応器と機能接続され、選択時間経過後、混
    合物中の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分析器; (d)前記反応器と機能接続され、混合物中のNOy濃度
    を決定するNOy分析器; (e)前記一酸化窒素分析器及びNOy分析器に機能接続
    され、NOy濃度及び一酸化窒素濃度からスモッグ濃度を
    演算する演算手段。
  56. 【請求項56】請求項55に記載のシステムにおいて、前
    記NOy分析器は、混合物中の全てのNOyを一酸化窒素に変
    換するNOy変換器を含み、該変換器は前記一酸化窒素分
    析器と機能接続されていることを特徴とする空気中のス
    モッグ濃度決定システム。
  57. 【請求項57】請求項56に記載のシステムにおいて、前
    記NOy分析器は、NOy変換器と一酸化窒素分析器とから成
    ることを特徴とする空気中のスモッグ濃度決定システ
    ム。
  58. 【請求項58】以下(a)−(f)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中に予め形成されているスモッグ量決
    定システム: (a)空気中のNOy濃度を決定するための第1NOy分析
    器; (b)過量の一酸化窒素を空気と混合して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成する混合器; (c)前記混合器と機能接続され、その中で混合物が選
    択された時間にわたって反応し、混合物中の過量の一酸
    化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する反応
    器; (d)前記反応器と機能接続され、選択時間経過後、混
    合物中の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分析器; (e)前記反応器と機能接続され、混合物中のNOy濃度
    を決定する第2NOy分析器; (f)前記一酸化窒素分析器、そして第1及び第2NOy分
    析器に機能接続され、空気中のNOy濃度、そして過量の
    一酸化窒素/空気混合物中のNO濃度とNOy濃度とから、
    空気中に予め形成されているスモッグ量を演算する演算
    手段。
  59. 【請求項59】請求項58に記載のシステムにおいて、前
    記第1及び第2NOy分析器は前記混合器に機能接続された
    同一の分析器であり、これにより過量の一酸化窒素が空
    気と混合される前に空気中のNOy濃度を決定することを
    特徴とする空気中に予め形成されているスモッグ量決定
    システム。
  60. 【請求項60】請求項59に記載のシステムにおいて、前
    記NOy分析器は、混合物中の全てのNOyを一酸化窒素に変
    化させるNOy変換器を含み、該変換器は前記一酸化窒素
    分析器と機能接続されていることを特徴とする空気中に
    予め形成されているスモッグ量決定システム。
  61. 【請求項61】請求項60に記載のシステムにおいて、前
    記NOy分析器は、NOy変換器と一酸化窒素分析器とから成
    ることを特徴とする空気中に予め形成されているスモッ
    グ量決定システム。
  62. 【請求項62】以下(a)−(f)の各要素を含み、空
    気中におけるスモッグ形成の最大可能量を決定するシス
    テム: (a)空気中のNOy濃度を決定するための第1NOy分析
    器; (b)過量の一酸化窒素を空気と混合して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成する混合器; (c)前記混合器と機能接続され、その中で混合物が選
    択された時間にわたって反応し、混合物中の過量の一酸
    化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する反応
    器; (d)前記反応器と機能接続され、選択時間経過後、混
    合物中の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分析器; (e)前記反応器と機能接続され、混合物中のNOy濃度
    を決定する第2NOy分析器; (f)前記一酸化窒素分析器、そして第1及び第2NOy分
    析器に機能接続され、空気中のNOy濃度、そして過量の
    一酸化窒素/空気混合物中のNO濃度とNOy濃度とから、
    空気中におけるスモッグ形成の最大可能量を演算する演
    算手段。
  63. 【請求項63】以下(a)−(f)の各要素を含み、空
    気中におけるスモッグ形成の最大可能量及び現在のスモ
    ッグ程度を決定するシステム: (a)空気中のNOy濃度を決定するための第1NOy分析
    器; (b)過量の一酸化窒素を空気と混合して過量の一酸化
    窒素/空気混合物を生成する混合器; (c)前記混合器と機能接続され、その中で混合物が選
    択された時間にわたって反応し、混合物中の過量の一酸
    化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応する反応
    器; (d)前記反応器と機能接続され、選択時間経過後、混
    合物中の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分析器; (e)前記反応器と機能接続され、混合物中のNOy濃度
    を決定する第2NOy分析器; (f)前記一酸化窒素分析器、そして第1及び第2NOy分
    析器に機能接続され、空気中のNOy濃度、そして過量の
    一酸化窒素/空気混合物中のNO濃度とNOy濃度とから、
    空気中におけるスモッグ形成の最大可能量及び現在のス
    モッグ形成程度を演算する演算手段。
  64. 【請求項64】前記第1及び第2NOy分析器は、前記混合
    器と機能接続された同一の分析器であり、これによって
    過量の一酸化窒素が空気と混合される前に空気中のNOy
    濃度を決定し、空気中に予め形成されているスモッグ量
    を決定する、請求項62又は63に記載のシステム。
  65. 【請求項65】前記NOy分析器は、混合物中の全てのNOy
    を一酸化窒素に変化させるNOy変換器を含み、該変換器
    は前記一酸化窒素分析器と機能接続されている、請求項
    64に記載のシステム。
  66. 【請求項66】前記NOy分析器は、前記NOy変換器と前記
    一酸化窒素分析器とから成る、請求項65に記載のシステ
    ム。
  67. 【請求項67】以下(A)−(D)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中のオゾン濃度決定システム: (A)空気中の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素分
    析器; (B)空気中のNOy濃度を決定するNOy分析器; (C)請求項55又は56に記載の空気中のスモッグ濃度決
    定システム; (D)上記(A)の一酸化窒素分析器、上記(B)のNO
    y分析器、そして上記(C)のシステムと機能接続さ
    れ、空気中の一酸化窒素濃度、NOy濃度、そしてスモッ
    グ濃度からオゾン濃度を演算する演算手段。
  68. 【請求項68】請求項67に記載のシステムにおいて、前
    記(A)の一酸化窒素分析器及び上記(B)のNOy分析
    器は、前記(C)のシステムの一酸化窒素分析器及びNO
    y分析器と同一であることを特徴とする空気中のオゾン
    濃度決定システム。
  69. 【請求項69】以下(A)−(E)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中の一酸化窒素及び/またはオゾン濃
    度決定システム: (A)空気中の太陽光線強度を決定する光センサ; (B)空気の温度を決定する温度センサ; (C)空気中のNOy濃度を決定するNOy分析器; (D)請求項55又は56に記載の空気中のスモッグ濃度決
    定システム; (E)前記各光センサ、温度センサ、NOy分析器及びス
    モッグ濃度測定システムに機能接続され、空気中の一酸
    化窒素濃度及び/またはオゾン濃度を、太陽光線強度、
    空気の温度、NOy濃度及びスモッグ濃度から演算する演
    算手段。
  70. 【請求項70】請求項69に記載のシステムにおいて、前
    記(C)のNOy分析器は、前記(D)のシステムのNOy分
    析器と同一であることを特徴とする空気中の一酸化窒素
    及び/またはオゾン濃度決定システム。
  71. 【請求項71】請求項55に記載のシステムにおいて、更
    に、測定された量の空気を前記混合器へ搬送する第1測
    定搬送手段、及び測定された量の一酸化窒素を前記混合
    器へ搬送する第2測定搬送手段を含むことを特徴とする
    空気中のスモッグ濃度決定システム。
  72. 【請求項72】請求項58に記載のシステムにおいて、更
    に、測定された量の空気を前記混合器へ搬送する第1測
    定搬送手段、及び測定された量の一酸化窒素を前記混合
    器へ搬送する第2測定搬送手段を含むことを特徴とする
    空気中に予め形成されているスモッグ量決定システム。
  73. 【請求項73】更に、測定された量の空気を前記混合器
    へ搬送する第1測定搬送手段、及び測定された量の一酸
    化窒素を前記混合器へ搬送する第2測定搬送手段を含
    む、請求項62又は63に記載のシステム。
  74. 【請求項74】請求項55に記載のシステムにおいて、更
    に、混合器へ注入される前に空気を濾過する空気フィル
    タ、及び混合器へ注入される前に一酸化窒素を濾過する
    一酸化窒素フィルタを含むことを特徴とする空気中のス
    モッグ濃度決定システム。
  75. 【請求項75】請求項58に記載のシステムにおいて、更
    に、混合器へ注入される前に空気を濾過する空気フィル
    タ、及び混合器へ注入される前に一酸化窒素を濾過する
    一酸化窒素フィルタを含むことを特徴とする空気中に予
    め形成されているスモッグ量決定システム。
  76. 【請求項76】更に、混合器へ注入される前に空気を濾
    過する空気フィルタ、及び混合器へ注入される前に一酸
    化窒素を濾過する一酸化窒素フィルタを含む、請求項62
    又は63に記載のシステム。
  77. 【請求項77】以下(a)−(i)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中に存在する反応性有機化合物(RO
    C)源の位置決定システム: (a)照明条件及び温度条件が知悉されている所定時間
    と同じかまたはその時間内であり、前記所定時間の終点
    がスモッグ形成時間の終点と一致する、空気中でスモッ
    グ形成が行われた時間を決定する手段; (b)請求項25、26または27に記載の空気中におけるス
    モッグ形成の速度係数決定システム; (c)以下(c)(i)−(c)(v)の各要素を含む
    空気中のスモッグ濃度決定システム: (c)(i)過量の一酸化窒素に空気を混合して過量の
    一酸化窒素/空気混合物を生成する混合器; (c)(ii)前記混合器と機能接続され、その内部で混
    合物が選択された時間にわたって反応し、混合物中の過
    量の一酸化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応す
    る反応器; (c)(iii)前記反応器と機能接続され、選択時間経
    過後、混合物中の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素
    分析器; (c)(iv)前記反応器と機能接続され、混合物中のNO
    y濃度を決定するNOy分析器; (c)(v)前記一酸化窒素分析器及びNOy分析器と機
    能接続され、NOy濃度及び一酸化窒素濃度からスモッグ
    濃度を演算する第1演算手段; (d)空気中のNOy濃度を決定するNOy分析器; (e)選択時間経過中における空気の温度を決定する温
    度センサ; (f)選択時間中における太陽光線強度を決定する光セ
    ンサ; (g)前記各温度センサ、光センサ、NOy分析器、そし
    てスモッグ形成の速度係数決定システム及びスモッグ濃
    度決定システムに機能接続され、測定された太陽光線条
    件及び温度条件下でのスモッグ形成が行われた時間を演
    算する第2演算手段; (h)上記(g)の時間中における空気の移動速度及び
    軌跡を決定する手段; (i)前記速度及び軌跡決定手段、そして第2演算手段
    に機能接続され、前記ROC源の位置を演算する第3演算
    手段。
  78. 【請求項78】以下(a)−(i)の各要素を含むこと
    を特徴とする空気中に存在する反応性有機化合物(RO
    C)源の位置決定システム: (a)照明条件及び温度条件が知悉されている所定時間
    と同じかまたはその時間内であり、前記所定時間の終点
    がスモッグ形成時間の終点と一致する、空気中でスモッ
    グ形成が行われた時間を決定する手段; (b)請求項28、29または39に記載の空気中におけるス
    モッグ形成の速度決定システム; (c)以下(c)(i)−(c)(v)の各要素を含む
    空気中のスモッグ濃度決定システム: (c)(i)過量の一酸化窒素に空気を混合して過量の
    一酸化窒素/空気混合物を生成する混合器; (c)(ii)前記混合器と機能接続され、その内部で混
    合物が選択された時間にわたって反応し、混合物中の過
    量の一酸化窒素が混合物中のほぼ全てのオゾンと反応す
    る反応器; (c)(iii)前記反応器と機能接続され、選択時間経
    過後、混合物中の一酸化窒素濃度を決定する一酸化窒素
    分析器; (c)(iv)前記反応器と機能接続され、混合物中のNO
    y濃度を決定するNOy分析器; (c)(v)前記一酸化窒素分析器及びNOy分析器と機
    能接続され、NOy濃度及び一酸化窒素濃度からスモッグ
    濃度を演算する第1演算手段; (d)空気中のNOy濃度を決定するNOy分析器; (e)選択時間経過中における空気の温度を決定する温
    度センサ; (f)選択時間中における太陽光線強度を決定する光セ
    ンサ; (g)前記各温度センサ、光センサ、NOy分析器、そし
    てスモッグ形成の速度係数決定システム及びスモッグ濃
    度決定システムに機能接続され、測定された太陽光線条
    件及び温度条件下でのスモッグ形成が行われた時間を演
    算する第2演算手段; (h)上記(g)の時間中における空気の移動速度及び
    軌跡を決定する手段; (i)前記速度及び軌跡決定手段、そして第2演算手段
    に機能接続され、前記ROC源の位置を演算する第3演算
    手段。
  79. 【請求項79】前記(c)において、前記光反応器が前
    記混合器とともに更に前記第1反応器とも機能接続され
    ている、請求項25又は26に記載の空気中におけるスモッ
    グ形成の速度係数決定システム。
  80. 【請求項80】前記(c)において、前記光反応器が前
    記混合器とともに更に前記第1反応器とも機能接続され
    ている、請求項28又は29に記載の、選択された温度条件
    及び照明条件下での空気中におけるスモッグ形成の速度
    係数決定システム。
  81. 【請求項81】前記(c)において、前記光反応器が前
    記混合器とともに更に前記第1反応器とも機能接続され
    ている、請求項30又は31に記載の空気中のROC濃度決定
    システム。
  82. 【請求項82】前記(c)において、前記光反応器が前
    記混合器とともに更に前記第1反応器とも機能接続され
    ている、請求項32又は33に記載の空気中に予め放出され
    ている総ROC濃度決定システム。
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