JPH04501764A - 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Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
スモッグ監視器
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:(D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;
(1)空気中の一酸化物窒素、NO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度、空気中に予め導入されたNo のNo
/No 濃度比、X x
空気中に予め導入された全ROCおよびNo (7)ROC/NO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、ippm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(7)生成、および(3)03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
到らない。
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−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・ソゲ室は、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、チャンバ内の陽形領域、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反
応性有機化合物(ROC)/−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:↓
NO
大気中のスモッグ形成に必須である必須反応体(ROC)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RO
C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2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。
成る目的には、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
通らであるニオシン濃度;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i;(i)空気中における最大可能
なスモッグ形成;(D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;
(1)空気中の一酸化窒素、No 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。
規定
空気 新鮮空気および予めスモッグ形成物質(ROCおよびNo を含む)が成
る時又
間(数日間までを含む)にて導入されている新鮮空気を包含する大気空気。空気
は、他の組成の空気との混合および新鮮空気による希釈を包含する種々の輸送お
よび分散過程を受けていてもよい:
/ROCモル/照明単位/f (T)単位、またはスモッグモル数/ROC炭素
モル/照明単位/f (T)単位);
aROC(i ) 種類ROC(i )からのスモッグ形成の活性係数;
■1 時間tにおける容積;
Gt 式(58)にしたがって決定されたパラメータ;
H式(70)および式(7o)から誘導された式の係数;
L 式(70)および式(7o)がら誘導された式の係数;
Et 時間tにおける空気中のスモッグ形成のsmog 程度。この程度は、ス
モッグ形成の最大可能量と対比した時間tによる生成スモッグ量の比率である;
NOx NO+No2;
NOy 「全ガス状酸化窒素、J C;!No、No、、、ペルオキシ硝酸、(
HO2N02);
硝酸(HNO3);ペルオキシアセチル硝酸(PAN);亜硝酸(N HO2)
;五酸化二窒素N20s ) ;硝酸基
(No3);および他のガス状有機硝酸塩。低酸化状態における他の窒素物質、
たとえばN20、N2、NH3、HCN1CH3CNはNOyの成分でない;
スモッグ濃度 オゾンとNO7との濃度の合計マイナスNOの濃度;
スモッグ形成の量 スモッグ化学により空気中で酸化された一酸化窒素の総量、
すなわち反応によりり消費されたNoのモル数:
R”2+NO−一生成物;
シ遊離基種類;
ROC) 照明されたされた空気中に存在した場合ROC’) に酸素分子が消
費されると共に一酸化窒ROC’) 索が酸化される反応を受けるような気相R
OC”) 炭素質物質のカルボニル、アルカン、アルケン、芳香族、−酸化炭素
およびその他の種類を包含する反応性有機化合物;ROC(i ) 特定の個々
のROC化合物、または特定のROC化合物の混合物;
T、IQt 時間(1)と温度(T)および照明強度smog (I )とにお
ける空気中のスモッグ形成の速度;
Xt 時間tにおける空気中のスモッグのモルsmog 分率;
1X1 第1選択期間後における混合物中の物質iのモル分率;
11X1 第2選択期間後における混合物中の物質iのモル分率;
I I I、 第3選択期間の後の混合物中における物質iのモル分率;
mvt 時間tにおける空気の所定パーセルの容積(m):
ft 時間tにおける容積Vtの空気中の事前smog スモッグ形成の量(モ
ル);ni 空気中への物質iのモル数nの放出;0FNONOx放出における
NOの割合smog 形成されたスモッグの概念濃度(モルの積算放出(モル分
率);
extra X j 成る将来の時点で生成されるスモッグのstnog 濃度
(モル分率);
add!dnj 分析の過程で空気に添加された物質iのモル数n(モル);
1nNo 第1選択期間の後に存在するNoのモル数(モル);
Pj、k 反応jの速度と反応にの速度との比Tmax nsmog スモッグ
形成過程とN O2の放出との両者からの原因の全体である空気中に存在しうる
スモッグの最大可能モル数;
5electX 空気中のスモッグの選択濃度mog
(モル分率);
fmaxXt 空気中で形成されたスモッグの最大smog 可能濃度(モル分
率);
TmaxXt スモッグ形成過程と空気中へのNo2smog の放出との両者
からの原因の全体である空気中に存在しつるスモッグの最大可能濃度(モル分率
);
Rt 時間tにおけるスモッグ形成の速度゛°°2 係数。
Rガス定数;
pt 時間tにおける圧力;
T1 時間tにおける温度;
X]7 基準空気における物質iの濃度;vn 特定時間における装置nにより
注入された容積;
f 流速;
γ 式(39)の係数;
β スモッグ形成の係数;
「基準温度 単に既知の温度および照明条件とするこおよび照明条件」 とがで
き、或いは同一または既知の温度および照明条件下における基準ガスを参照して
決定された条件とすることもできる。
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−酸化窒素)の消費、特にNoの酸化により決定しうろ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5)子につ
きほぼ当量の一酸化窒素が消費されると考えつ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、−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:
LA、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。
IB、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N01N02、硝酸ペルオキシアセチル、気体硝酸など)の全潰
゛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(′よ、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−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、−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1.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。
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。
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−酸化窒素の濃度を測定す
ることにより決定される。−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。
実施態様を要約する表
実施態様
No、 実施態様の簡単な説明
1− 空気中におけるスモッグ形成の速度係数の決定方法(NO過剰による);
2 空気中におけるスモッグ形成の速度係数の決定方法(03過剰による);
3 空気中におけるスモッグの濃度の決定方法;4 空気中における事前のスモ
ッグ形成の量の決定方法;5 空気中におけるスモッグ形成の最大可能な程度お
よび必要に応じ現在の程度の決定方法;
6 選択された温度および照明下における空気中のスモッグ形成の速度の決定方
法(過剰Noによる);7 選択された温度および照明下における空気中のスモ
ッグ形成の速度の決定方法(過剰03による);8 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;8 空気中のス
モッグ形成が生じた時間の決定方法:10 選択された温度および照明の条件下
における空気中に所定量のスモッグを発生するのに要する時間の決定方法;
11 空気中のオゾン濃度の決定方法(決定されたNoおよびスモッグ濃度によ
る);
12 空気中の一酸化窒素およびNo もしくはオゾンまたは両者の濃度の決定
方法(決定された日光、温度、No およびスモッグ濃度による);
13 空気中におけるスモッグ形成の速度係数を決定するためのシステム(方法
1に対応、NOによる);14 空気中におけるスモッグ形成の速度係数を決定
するためのシステム(方法2に対応、03による);15 空気中におけるスモ
ッグの濃度を決定するためのシステム(方法3に対応);
16 空気中における事前のスモッグ形成の量を決定するためのシステム(方法
4に対応);
17 空気中におけるスモッグ形成の最大可能および必要に応じ現在の程度を決
定するためのシステム(方法5に対応);
18 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
を決定するためのシステム(方法6に対応、No過剰);
19 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
を決定するためのシステム(方法7に対応、03過剰);
20 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
時間を決定するためのシステム(方法8に対応);
21 空気中のスモッグ形成が生じた時間を決定するためのシステム(方法9に
対応);
22 選択された温度および照明の条件下にて空気中で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ためのシステム(方法1oに対応);23 空気
のオゾン濃度を決定するためのシステム(方法11に対応、決定されたNoおよ
びスモッグ濃度による);
24 空気中の一酸化窒素およびNo もしくはオゾンまたは両者の濃度を決定
するためのシステム(方法12に対応);
25 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
決定する方法;並びに26 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ためのシステム(方法25に対応)。
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−
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−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一つ工程(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−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(NO)濃度を決定し;
(e)上記(C)の−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
NO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NO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No 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NO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
放出された全グめ濃度とから、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N
O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No 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がらなっ
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
形成の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−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、癲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1、(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)(j)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7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No 濃度を決定し;
(C)上記(B)のNO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NOyの量を決定し;
(D)速度係数とNO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I、;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No 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) (ii)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No 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No 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No 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)No 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
No 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−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第1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て第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−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NO
濃度を決定するNo 分析器と:
(e)−酸化窒素分析器およびNo 分析器と作用連携してNO,および−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No 分析器は混合物中の全NOyを一酸化窒素に変
換するNo コンバータを備え、このコンバータは上記(C)の−酸化窒素分析
器と作用連携すりと上記(C)の−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(b)過剰の一酸化窒素を空気と合して過
剰−酸化窒素/空気混合物を生成させる結合器と;
(e)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N
O濃度を決定する第2NO分析器と;
(f)−酸化窒素分析器と第1および第2NO分析器とに作用連携して、空気の
NO濃度と過剰−酸化窒素/空気混合物のNoおよびNo 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NO分析器は上記(b)の結合冊に作用連携した上記
(e)で用いたと同じNO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No 濃度を決定する。
さらに、好ましくは上記(a)および(d)のNO分析器は混合物中の全NOを
−酸化窒素に変換するNo コンバークを備え、このコンバータは上記(d)の
−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 分析器はN
o コンバータと上記(d)の−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No 濃度を決定する第1NO分析器と;y y
(b)過剰の一酸化窒素を空気と合して過剰−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N
O濃度を決定する第2NO分析器と;
(f)−酸化窒素分析器と第1および第2NO分析器とに作用連携すると共に連
結されて、空気のNo 濃度と過剰一酸化窒素/空気混合物のNOおよびNo
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No 分析器は上記(b)の結合冊に連結されると共
に作用連携した上記(e)で用いたと同じNO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No 濃度を決定する。
さらに、好ましくは上記(a)および(e)のNo 分析器は混合物中の全No
を−酸化窒素に変換するNo コンy y
バークを備え、このコンバータは上記(d)の−酸化窒素分析器と作用連携され
る。この好適配置においで、No 分析器はNOコンバークと上記(d)の−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−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)−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ど合して過剰オゾン/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1ごわたり反
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No 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NO濃度を決定するNo 分析器と;y y
(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、NO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、NO
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NO分析器は空気中の全No を−酸化窒素に変換す
るNOコンバータと全一酸化y y
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、No 分
析器はNo 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No 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NO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No 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NO分析器は混合物中の全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、NO分析器はNOコンバータと一酸y y
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)(j)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;(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NO濃度を決定するNo 分析器と;y y
(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NO分析器は混合物中のほぼ全部のNOを−酸化窒素
まで変換するNo コンバータをy y
備え、このコンバータを上記(B)の−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、No 分析器はNo コンバータと上記(B)の−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NO濃度を決定するNo 分析器と;y y
(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−酸化窒素分析器と上記(B)のNOy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No 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−酸化窒素分析器と上記(B)のNo 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NO分析器である。
本発明の第24実施態様によれば、−酸化窒素とNOも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)空気の日晃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No 濃度を決定するNo 分析器と:y y
(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No 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No 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NO分析器はシステム(D)のNO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
法は二(a)過剰の一酸化窒素を空気に添加して過剰−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−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ぜ
うる第2反応器と;(f)第1反応器と作用連携17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)−酸化窒素分析器に作用連携して、第]、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−C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、工程りは:
(I)空気中のNo 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 ) m剰
の一酸化窒素を空気に添加して過剰−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:
(It) (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) (iマ)選択期間後における混合物の全酸化窒素(No )濃度を決
定し;
(II) (V)上記(II) (iii ) の−酸化窒素濃度と上記(II
) lv)のNOy濃度とからスモッグ形成の濃度を決定し;
(Ill )空気中のNO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(l l +)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(I I)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;ざらに
(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:
(1)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;
(I I)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、または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14、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、晴天臼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[U
VAJ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−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、−
1
明強度は、〜Q、4m+n 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−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F’ E P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つ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lppm (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Q、lpp
m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:RO+NO、N02(2)
No +hν → NO+03 (3)NO+O−No2 (4)
RO+RO2→ ROC(5)
No +RO□ −生成物を含有する安定な気相窒素(6)No +RO2−生
成物を含有する安定な (7)非ガス状窒素
RO
[式中、2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、R
OC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N
O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、
−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、NOはNOおよびNO2を示し、nは比例係数であるコ。
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03を発生する。過剰の
Noを空気に添加することにより、03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(f t )、すなわち反応(
2)により消費されるNOmog
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No を構成するこy
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N OおよびN02
)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No として示される:
No =NO+N02 (9)
さらに、大部分の人為的No 放出はNoの形態である。
No 放出におけるN Oの割合(0FNo)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1、。FNoの数値はしばしば0.7〜0.95の範囲であ
る。しかしながら、。FNoは明かに源泉におけるNo 放出のN O/N O
組成を測定して決定することがX x
できる。
たとえば空気中に放出されたNoは、空気中へのNo 放出の関数として決定す
ることができる。何故なら、放出にっしたがって
となり、良好に近似して0FNoは0.9の数値を有する。
註:成る目的では、 FNoにつき数値1を用いれば充分正確であり、この場合
:
スモッグ形成に際し、若干のNOが反応(7)により空気から損失され、若干の
NO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 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=t (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:
[式中、R7,2は比例係数である。R7,2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、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NO物質の付着、粒状物質中へのNo 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−酸化おける空気のスモッグ
濃度Xt 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(xNo
)と工程(d)における混合物の全酸化窒素濃度時間tにて空気の容積■1にお
けるスモッグ形成の量(f t ’)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、f t は式(17)により示され;さらに式(1
0)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No の損失につき空気のNo 含有量を補正して、式:%式%
が得られる。
が得られる。式(20)を式(17)に代入して再配列すれdded
が得られる。次いで過剰の添加NO(nNo)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)が次いで選択期間後および過剰NOの添加後に存
在するNOy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
)に代入ずれば式二次いで、理想気体につきダルトンの法則が示すように、時れ
ない。この場合、”79はもはや0.125の数値により近似しえない。ここで
式:
要するに、空気中のスモッグ濃度(xt )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(fxt )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:
(+’−0F P )
No 7.2
ここで:
[式中、大抵の場合、。F N O= 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N
O2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
(fmaxXt および[maxnt )は式:%式%
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fXt は式(29)により与えら
れる:mog
空気中のスモッグの全最大可能濃度(TmaxXt )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N O2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:
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、fxt 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(Et )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(’r、IQt )は次式によsmog
って示される:
態様の第2選択期間の持続時間である。速度T、I。tmog
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N O2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(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NO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:期間後のオ
ゾンの濃度であり、■It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No 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RT は次式によって示される:mog
ここで、■1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、T、IQt 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T、It の測定によって評価す
ることもできる。Rtsmog smog
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
もしくは
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(43)を介し選択もしくは測定され
たI 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: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:
%式%(3)
NO+03 → NO2(4)
となり、ここで空気が照明されれば、N02と03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: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:
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、fXt が範囲外であればmog
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)の響しか示さず、また暗所における場合も同様
である(すなゎまで単純化され、さらに式(126)は次式:もしくは
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。[fxt は式(70)により示される領域にあるコmog
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)、(71)、(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N0ySo3および一酸
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ROC,NOおよびNoの全濃度と、空気中に予め導入さ
れたNo のNOx
/No 濃度比と、空気中への事前の全導入に関するROC/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図は空気中にお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7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
ベロット図である。
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−酸化窒素の量を、−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−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−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−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C
II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2
8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、−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13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−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]、7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の一酸化窒素濃度ンピユータ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−+N02 (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(’r、iQt )を式(3
6)にしたがって計算し、次式にmog
よって添加−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V 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、v 12> >■ であれば(v +v )/
v12は数値1によって近似させることかでき、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(エエt)は
次式によって示され:
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Rt を光反応器17の既知の照明およびmog
温度条件とT、IQt の数値とから式(38):%式%)
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−酸化窒素の量を、−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−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−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。−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NOを−酸化窒素まで変換させ、混合物のNo 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、No 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−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
No 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、NO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):
R02十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):
NO+hν → No+03 (3)
によって再生し・)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+03 → NO2(4)
によって消費されるようにする。
スモッグの濃度(Xt )は式(16)である下式(52)mog
によって計算され、添加−酸化窒素と混合して空気の希釈につき補正す:
す、かっ1XN0はBIにおける一酸化窒素の濃度であり、VS2およびVS2
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、−酸化窒素フィルタフ4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−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9、添加−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7
7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−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−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CI
I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T、I Qt を、第
1および第2の一酸化窒素濃度(それぞmog
スモッグ形成の速度は反応(2):
の速度として測定され、ここでNO3は主として二酸化窒素を示すが有機ナイト
レートおよび他の微量の窒素質生成物をも示す。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、ここで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:
によって示され、ここでv77は光反応器77の容積であり、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7
5とを通過した後に結合器73における空気に添加し、過剰−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−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。
り計算する。
過剰の一酸化窒素の存在下に、−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RO
Cは反応体ROCと同様な光化学反応性を有し、少くとも晴天臼に大気中で生じ
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・ソゲ濃度と、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NO
、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No O全潰度と、
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NO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 のRO
C/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R
OC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ー01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NOコンバーター20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、−酸化
窒素フィルター04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−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1o
1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107におけ
る既知の空気/−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。
温度センサ112を光反応器107および温度制御器/プログラマ113に作用
連結して、光反応器107における混合物の温度を決定する。光反応器107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114および115を介し光反応器107に作用連結
された温度制御器/プログラマ113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
さぜる反応器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1.16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C
II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iこ形成した空気に適するよう確保する。この特徴は、フィルター01
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つる反応器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118にNO,コンバータ
ー19を介し7作用連結して、混合物のNo 濃度を点BIN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NO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1.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:C工およびCIIにおける一酸化窒素濃度と、光反応器1
07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
素の濃度がら事前のスモッグ形成の量を計算し、All、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;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NO濃度を計算し、A
I、BIおよびBIr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
く或いは)AII、BIおよびBIIで測定された一酸化窒素濃度とセンサー2
3にて測定された空気の温度とセンサー24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、BI。
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、BI I、CI、CI I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ー12で測定された温度とセンサ
ー]、1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ー23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、All5BI、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
サー12で測定された温度とセンサー11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CI
Iにおける一酸化窒素濃度とセンサー12で測定された温度とセンサー11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、AI I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、Bl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ー23で測定
された空気の温度とセンサー24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NOおよびNo の全濃度を計算し、AlXAl I、BIおよ
びBII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ー23で測定された空気の温度とセンサー24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濃度とセンサー23で測定
された空気の温度とセンサー24で測のNO/NO濃度比(fNo)を計算し、
AI I、BI、BII、CIおよびCI■で測定された一酸化窒素濃度とセン
サー12で測定された温度とセンサー11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ー23で測定さ
れた空気の温度とセンサー24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NOのROC/N O濃X x
度比を計算し、AII、BI、BII、CIおよびCI I G、m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一時間経過と日光照明
センサ124で測定された空気の照明強度一時間経過と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103における空気に添加して、過剰−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106A並びに反応器
118は同じ反応器であり、したがって点BI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1.07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118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1.17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)
:
RO2十NO→ NO2(2)
によって消費されるー・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−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+03 → 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CI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(T、I。t )は式(36)によ
り計算され、添加−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:[(V+oz + v105)lv102〕)た−酸化窒素濃度であり、v
1o2およびv1o5は特定時間に際し結合器103中に注入器102および1
05によりそれぞれ注入されたガスの容積であるコ
により現される。必要に応じ、vlo2〉〉v1o5であって(■lo2+v1
o5)/V1o2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10′lにつき光反応器107における滞留
時間(11t)は式:
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107を通過する混合物の容積流量
である。
速度係数Rt は光反応器107の照明および温度条件とT、IQt の数値と
から式(38):および式(39):
[式中、7は4.7の数値を有し、かつ光反応器107の温度(T )はケルビ
ン度であり、工1は光反応器107内の照明強度であるコ
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。
計量された容積の空気を、フィルター01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ー04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−酸化
窒素/空気混合物を結合器103にで生成させる。この混合物を反応器118に
移送する。混合物を反応器〕18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No を−酸化窒素に変換させる。この混合物をコンバータ119が
ら点BIIまで供給し、−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間tにおける空気中のスモ
ッグの濃度である。その結果、)(1は二酸化窒素と二酸化窒素の反応により生
成した空気mog
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):
N02+hν → NO+03 (3)No +R02→ 生成物を含有する
(6)安定な気相窒素
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)により発生ずるオゾンから反応(4):
NO+03 → NO2(4)
により再生されて、空気中のスモッグ濃度(Xt )を点mog
BIIと点BIとにおける一酸化窒素濃度の差から式(57)%式%
素の濃度であって分析器117により測定され、v1o2およびv1115は特
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−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11
6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):
式(60)は次の考慮から得られる:
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、Et =1であれば、fXt =fmaxXtsmog smog s
mog
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N O2として空気中に直接放出されたス
モッグ(すなわち式(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TmaxXt 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。
(17)、(1,8)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(1,18)を式(122)に代入すれ立変数とすること
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)、(31)、(57)、(58)
および(62)にしたがって式(61)により計算される:
もしくは
[式中、β、 F およびP7.2は独立して決定された係O
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二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。成る場合、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の数値に対する生成
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1
26を組込んで最小化させることができる。洗浄器]−25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p、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(Tsax X t )は、空することができ
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I、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(Et )は、それぞれ式
(61)および(31)によるf x t およびmaX X j から式(3
5):%式%
によっ′C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、これらは次の辿りである:空気の照明強度
はセンサ1.24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
。
−酸化窒素濃度およびオゾン濃度は、先ず最初にNO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)の速度ば、−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txt の数値は上記したよ
うに得られ、fXt の領域はsmog smog
式(70)により決定される。fXt の数値が式(70)の範囲外になれば、
−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。
txt 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1623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fxt が範囲の場合であり、さらに式
(70)は式:xl。 (0FNo−1/2)(χ耘。 <XNo (0FNO
+l 72) (127)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: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量(extra Xt
)は式(79)にしたがって計算される7時間(1−1) [ここでt は開始
時点であり、tzはeNra X j 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(12−11)に関し式(80)を解くことによって計算される:ext
raXL。9二(、tz、Bs”mogIi e−+000Y(1/T −1/
316) dt = o (8Q )[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Rt と間(tt−to)は、これら式(27)、(39)、(42)お
よび(43)にしたがう数値から(1t−1o)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
f(T、 = 、−10007(+/Tt −1/316) (39)を
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t は、RO
Cを空気中に導入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情報と組合せて用いることにより、時間1=1 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elect
されたスモッグ量(X)の発生に要する時間mog
(tt−tm)は、次のように決定することができる。
f t 、mat t およびRt の数値は上記のようにX X
smog smog smog
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多いからである。
式(82)が正しければ、時間(1,〜tm)はtmに対する式(83)を解い
て計算される:
[式中、t、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であるコ。
ことができる。空気中のスモッグ形成の速度係数Rt は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強度であり、ここで照射強度は時間につき
積分されたN O2光分解の速度係数の単位を有する。
する空気中の炭素の濃度単位を有する。
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(Rt )は、ROC/
空気混合物が測定の日mog
(106) :
にしたがって計算することができる。
次のように決定することができる。
うに決定され、Gtの数値は式(58)により計算され7、βの適する数値は4
である。
は、次のように計算することができる。空気に・っき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0FNoの適する数値は0.9であり、或いは
FNoの数値はその源線におけるNo 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NOのNo/No 濃度比x 、x
(FNo)は、次のように決定することができる。空気のBIおよびBIIで測
定された一酸化窒素濃度から決定され1、それぞれ式(57)、(62)、(6
3)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123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。 F
Noの数値は、これら数値から式(29)、(58)、(59)、(60)、%
式%(73)
もしくは(74)の群の FNo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:P ’i、 2=0.125 、β=4および
H=L=1/2空気中に予め導入された全R,OCおよび全NOのROC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/No 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Ct、−t0)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):%式%)
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とを備える。計量された量の一酸
化窒素を、−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、オゾンフィルタ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
連結しで、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選択期間の後における混
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」、31を通過した後に結合器133へ注入器1
32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134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、−酸化窒素/空気混合物を結合
器133にて生成させる。この−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、−酸化窒素/過剰オゾン/空気混合物を結合器1
3G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13
6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1
39内で第1選択期間にわたり反応さ仕て5、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1.50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(7て反応(3):
NO2+ h v →No + 03 (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
(v132+v135+v138)′V132)I
よびCIIにおけるオゾン濃度であり、 tは第2選択期間の持続時間であり・
v 、v 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、■は照明強度であり、Tはケルビン度とし
ての光反応器1.40の温度であるコ。
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1
61と、計量された量の濾過空気を第1結合器1.63に供給する計量供給注入
器1−62とを備える。計量された量の一酸化窒素を、−酸化窒素フィルタ16
4を通過して計量供給注入器165により結合器163に注入された後に9、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1,66に供給する。
計量された量の過剰オゾンを1、オゾンフィルタ16′l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1
66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1.71を光反応器17
0の周囲に作用配置しで、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17]、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。
種度センサ175を光反応器170および温度制御器/プログラマ1′76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2システムから排気する。
二jンビュー・夕1,82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161と注入器162とを通過した後に、結合器16
3に供給する。必要に応じ、−酸化窒素をフィルタ164を通過した後に注入器
]65により結合器163内の空気に添加して、−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、−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1.第3選択期間の後に点CII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6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
酸化窒素により制限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)RO2十NO−+
N02 (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)二N O2、+ bν → N O+
03 (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1.70
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(’r
、iQt )は、式(85)にしたがって計算される:mog
〔(v162+v]65+V168)lV162〕)I
よびCIIにおけるオゾン濃度であり、 tは第2期間の持続時間であり、V、
V およびV3Ga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No コンバータ20
9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−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−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。−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No の全部を一酸化窒素まで変換させ
、混合物のNO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NO
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20
2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204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−酸化
窒素/空気混合物を結合器203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No 濃度を点AII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(Et )および最大可能なスモッグ形成mog
物の一酸化窒素濃度とから式(33)並びに式(86)、(87)および(88
)にしたがいコンピュータ210にょって計算される:
および
および
AII BIX および XNoはそ
BII
[式中、 XN、O’ N。
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、v2o2
は注入器202により結合器203中に注入された空気の容積であり、v2o5
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 F の数値についてはβ=4、P 、2=0.125およN。
び FNo=0.9により近似され、空気中のスモッグ形成の程度(Et )、
すなわち生成されるスモッグの最大可能なmog
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(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をプレース片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(7
7、したがって光反応器300内の混合物を撹拌する。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l、か壁部301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ロー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30
1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およびプレース片303の面積を最小化させて、フレー
ム302およびプレース片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3
00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
て良好な撹拌状態に保たれる。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ヨイントの使用は、
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302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1ノース片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2
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、−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、AI I。
BI、BIISCI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、−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、AIIXBI。
BII、CI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。−
酸化窒素を含まない空気を入口ポートDL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は共通の出口ボート402と
8個のベントボート403とを備え、これらベントボートを個々にその対応の入
口ボート401に接続する。各入口ボートからのガス流を出口ポート402また
は対応のベントボート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
された流れを出口ボート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40
7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750s
cc/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−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I、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同音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4
20の縁部の周囲を通過すると共に、活性炭オゾン洗浄器41,1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416を介し信号処理器4]、5に
供給する。制御器417は経路419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4
00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6a+mx
55mm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、−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[ノス鋼の本体423と、中央位置する共通出口ボー
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−4401を関連ベントポー1−403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。
入口ボート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ボー
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、入口ボート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
出口ボート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(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ボート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と出口ボート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。入口ボート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
ド中へ切換えうろことである。マニホールド426の容積が小さくかつ穿孔部4
27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40
6に短い長さの小容積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ろことである。
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。
−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Al−
CIr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)、Bl (m、、n
)、J3工■ (m、n)、CI (m、n)、CI I (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
すコ。
時間mに際し、−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から外れてボートム工I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DrもしくはDI
Iの選択を含む。
サイクルYは次の順序を有する:
AI (m、n)、AII (m、、n)、BI (m、n)、BII (m、
n)、CI (mSn)、CI I (m、2n)、CI (m、 n ) 、
D [IもしくはIrコ (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Xサイクルを4サイクル行ない、流れDIをXサイクルの際に付勢する
ことにより、−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X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DII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ニ
ー酸化窒素分析器を、ゼロにすると共に流れAl−CTl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秒間の範囲内で迅速に完了する。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BXXBII
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例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リツ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4Q+nmかつ長
さ1000mm (容積1.26リツトル)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116の形状と同
一の反応器の組合せとした。
照明源1.08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ワツ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。光反応器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106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501に接続した。経路5
04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50
2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51
0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107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2
257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50
3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NO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]05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速を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リツトル/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AII、BIおよびBII或いはCIおよび
CIIの多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C1l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、
充分撹拌された光反応器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12.6分間に等しがった。かくしてA
I、AI l5BI、BI I、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、AI I、BISBI I。
CIおよびCIr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(プる点Al、AII、Bl、BII、CIおよびCHI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、AI l5BI、BI I。
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、これを主部市の郊外、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離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ー01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ー
01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(山))′)Roo(nROC(Std))′)既
知の少量を、フィルター01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ー01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 )
””16モルスモッグ1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 としてf
k 3、dtの単位で現わされる。
ROC(sjd )混合物の平均分子量は次の通りであった:MWROC(sj
d ) =”g
ROC検量標準の1.53 x 10−’gの量をフィルタ101にてシステム
100中に導入し、7.00x 10 g (2,20x 10’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
:
希釈
ROC+1osjROc (90)
hν、N。
ROC−” ROC−1−3mog (91)希釈
5M0G −1ostsmo g (92)ここで、RoC(kgo)の希釈お
よびスモッグ(kg2)の希釈に対する速度係数は等しい。すなわち、:に9o
=に92 (93)
すなわち、時間1=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7式(95)を積分して次式を得る:
に9oをに92に代入して積分することにより次式を得る:れる:
に、1I=f/V (98)
[式中、fは流速であり、■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:
k =k =1.47/17=8.52xlo−2min−’次いでシステム1
00の設計により、その所定の操作条件下で、光反応器1137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(して検量につき、コンピュータ122により示されるは8.52x 10’
m1n−’の数値を有し、かっ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
It、 0029の交点とを有する最良にフィツ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」07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@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:
%式%
光反応器107の容積および流速の測定によりに9(l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 t (1) t (2)であれば、
X;X
Smog HllQg
k 90= (in t(2)−1n + (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ろことである。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7.7(lppm C
である[ここでppm Cはモル炭素Xl061モル混合物を示す]。59分間
後、希釈は光反応器07におけるこの濃度を0. Q50ppmC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(T、IQt
)は次式によって示される二mog
〔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コ。
したがって、式(101)および(103)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):
T、IQt=00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■1が決定される。
=0.227 man
すなわち、光反応器107および照明源108の集成体にっ、−1
きに3の数値は0.227m+n 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(a )の数値を決定すROC
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、これら測定値から工1の既知の値
を用いて式(104)の評価によりa の数値が決定OC
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、AI l5BI、BI I
、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(1)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(’r、xQt )を式(55)および(56)に
したがって■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T、IQt 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T、IQt
につき見掛数値をもたらしうる。
および(39)によって計算される。それらの結果はRt xiO’として現さ
れ、各実施例につき測定値を第3表の列9に示し、ここでRt 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NO□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Xt は式(57)により計算されBI BI I
る。 X および XNoを第3表の列4および5N。
ットル/min’である。各測定時間につき決定したXt の数値を第3表の列
10に示す。
空気のNO濃度を点AIIにて一酸化窒素として測定す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空気の一酸化窒素濃度を点AIで測定し7、
得られた数値の列12に示す。
空気のオゾン濃度を式(44)にしたがいXt 1列I3に示す。
空気からのNO除去過程の不存在下で存在するであろう(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開窓気中のスモッグ形成
の最大可能量(mat X t )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表の夕月6に示
す。
空気中の事前のスモッグ形成の程度(fXt )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P =O,I25および FNO=0.
9である。
7.2
fXt 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(Et )は、mog
式(35)によりfXt およびmaX X j がら計算する。
サンプリングの各時点における空気につき決定されたEt の数値を第3表の列
18に示す。
ラ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/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(ppm C)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:
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(108)%式%
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(73)および(
74)にしたがって決定された空気の一酸(70)により示されるようにfxt
の領域に依存する。
mog
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)に代入すれば鳴tの特定領域は次式となる
からである
Xt の範囲を規定する数値、並びに(68)および(69)mog
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2
4に示す。
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。
この計算に用いたに4の数値は文献から採用され、すなわ時間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(selectXt )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坤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。1IlaIXt に達するよう発生するの
に要smog
する追加スモッグの量は、式(79)にしたがい測定値がら決定される。
時間(1−1) [ここでtlはサンプリングの時間であり、t2は[1Iax
Xj の開始時間である]は、式(8o)mog
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Rt の数値である。
mog
[=、ニーcf(T) =6−4700 (1/T 1/316 ) t、6.
。
りかつtdaW11=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maxXt が時間mog
tにてサンプリングされた空気につき時間t にて得られ、ax
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No
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
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、ただし条件時間である。この時間と測定の時間(t、)を知
れば、空気中へのROC放出の見掛は時間(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。
t =it−(tt−to)
。 (113)
第2表に示したような、その日におけるある。式(81)および(113)から
式(114)が得られる:
で決定された数値に対応する時間(1)は、第2表から内挿によって得ることが
できる。
して決定された数値およびt に関する対応値、すなわちすンプリングの各時点
にて空気に関するROC放出の見掛は時間を第3表の列29および30に示し、
ここで<06のt はROCが測定日に先立って空気中に流入j7たことを示す
。期間11.29〜12.30hrsおよび14.04hrs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(1)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08.30h
r )で空気中に放出されると解釈される。
1=1
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。
参照)。ROC放出の決定時間に先立つRt の数値はmog
Rt(t〈[t=0])=0.oである一方、全時間t≧mog
=3
[t=0]につき t、=8.5 XIOテあり1.::hハ1145試mog
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
(fXt )およびそれらの結果を第4表に示す。−酸化mog
数値から決定される。したがって、。FNoは数値0.9を有fxt の領域は
不等式(110)
(0,044<fXt <0.218)によって試験される。
mog
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1.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二(a)NO、N0107
、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RO
C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R
OC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03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。
(1)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(;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。
創。
・ の ゛めるために れたデータ
l−1ne of best fit: (CI4− ”4) # O,O+3
9 ts−0°0852t+0.0029光ユ
06.22 285 0.000 0.006.37 284 0.009 0
.006.52 2B3 0.008 0.007.07 283 0.062
0j07.22 284 0.07+ 0.307.37 2B6 0.09
3 0.607.52 287 0. +23 0.908.07 288 0
. +37 1.408.22 290 0.166 1.908.30 2.
3
08.37 292 0.+98 2.709.52 293 0. +82
3.609.07 293 0.2+8 4.509.22 295 C1,2
345,609,372!17 0.260 7.009.42 296 0.
304 7.509.58 29a O,3059,4+0.13 295 0
.352 ++、210.29 296 0.364 +3.310.44 2
97 0.379 +5.310.59 297 0.272 +7.211.
13 298 0.397 19.011.29 297 0.402 21.
611.45 297 0.406 24.112.00 ’298 0.41
5 26.512.31 298 0.431 31.813.02 298
0j92 37.0+3.33 299 0.426 42.3+4.04 2
99 0.349 47.4+4.51 299 0.338 54.5麦ユ(
続き)
15.22 301 0.359 59.515.53 301 0.325
64.616.24 299 0.292 69.016.54 298 0.
280 72.717.25 298 0.225 75.8+7.55 29
7 0.151 711.1+8.26 296 0.000 79.0光ユ(
続き)
1 空気の 0958 1013 1029 1044 1059 1113+
4 GtO,6B 0.27 0.32 0.40 0.42 0.2515°
x几。、(ppm) 0.030.030.030.040.050.1+(p
pm) 0.10 0.+4 0.14 0.17 0.2+ 0.43光ユ(
続き)
(ppmc/ppm) 2.5 3.7 0.0 − 3.8 1.21/2°
x5oy> 0.0360.0490.0490.0590.0730.+49
(ppm) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.002
6 X占3 V+ &(69)(74)(pprn) 0.05 0.02 0
.03 0.05 0.07 0.07二to t (hr) <06 <06
− − <06 <06鷹】(続き)
15°)(品y(ppm) 0.150.180.180.+60jl O,0
7fmax t
+6 xSffi09
(ppm> 0.60 0.7t O,740,620,460,30遣ユ(続
き)
(ppmc/ppm) 5.6 6.6 3.9 4.2 2.L 3.517
2°毒、)0.2+10.2490.2590.2+80.1590.1052
4Test(+10)(T/F) T T T F F F25 xNovia
(6B)(73)
(ppm> 0.02 0.02 0.02 0.00 0.00 0.002
0 XO3vla(69)(74)
Cpprr+) 0.0B 0.08 0.08 0.09 0.13 0.1
8””a″194 87 133 122 139 7328 maxtt (
hr)
smog >18 >18 >18 >18 >IB +730 t (hr)
<06 09 <06 <’06 (06<06嚢ユ(続き)
図12のシステム100の運 によ られたスモッグ′、1 データの
列 t
1 空気の 1404 1451 1522 1553 1624 16548
”’”OL、x’O”−94,30,91−72−60,9(ppm/m1n
)
+4 cLO,981,06+、64 1.50 +、6o 1.s6(ppm
) O,+9 0.16 0.17 0.15 0.13 0.14<ppmC
/ppm) +0.9 8.4 L5 3.5 6.0 +、8鷹ユ(続き)
列 t
1 空気の 1404 1451 1522 1553 1624 1654サ
ンプリング(hr、m1n)
24 Te5t(110)(T/F) F F F F F F(ppm) O
,OQ i)、00 0.OQ O,000,000,00(ppm) 0.+
5 0.12 0.14 0.12 0.IQ 0.11t−clawn −8
≦−26≦−347≦−112≦−36≦−26830 t (hr> 08
<06 (06<06 <06 <06老A
(ppm> (ppm)
0622 (日)出) 0.0 0.OF 0.17 0.0Q0637 0.
0 0.OF O,+7 0.000652 0.0 0.OF O,+7 0
.000707 0、OO,OF Q、17 0.000722 0.0 0.
OF O,+7 0.000737 0.0 0.OF O,+7 0.000
752 0.0 0.OF O,170,0008070,00,OF Oj7
0.000830 0.0 0.OF O,170,0008370,380
,00F Q、+7 0.000852 1.24 0.01 F O,+6
0.000907 2゜17 0.02 F O,+6 0.000922 3
.29 0.03 F O,+5 0.000937 4.65 0.04 F
Oj4 0.000942 5.17 0.04 F O,140,0009
587,030,06F O,120,00+013 8.87 0.07 F
Ojl 0.001029 10.93 0.09 T O,100,001
04413,000,10T O,090,0+1059 14.84 0.1
2 T O,080,01+I13 16.58 0.+3 T O,070,
02112919,230,15T O,860,03114521,760,
17T O,050,04120024,190,19T O,040,05嚢
A(続き)
+231 29.49 0.23 T O,030,08130234、n O
,28F O,000jO133339,950,32F O,000,+41
404 45.09 0.36 F O,000,18145152,140,
4T P O,000,23+522 57.14 0.45 F O,000
,27155362,310,49F O,000,32162466,720
,53F O,000,35155470,330,56F O,000,38
172573,510,58F O,000,40175575,740,60
F O,000,421826(日の入) 76.65 0.61 F O,0
00,43空気 N。
F/Cy、 2
空気 N。
F/Cy、 4
F/Cy、5
F/Cy、6
F/Cy、7
403 −〇/
国際調査報告
Claims (77)
- 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)空気に過量の硝酸を付加して過量の硝酸 /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硝酸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硝 酸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、混合物中の過量の硝酸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硝酸濃度を決定するステップ;及び (g)第1硝酸濃度及び第2硝酸濃度、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.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硝酸と第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硝酸と第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、多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.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)空気に過量の硝酸を付加して過料の硝酸/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硝酸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硝 酸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、混合物中の過量の硝酸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硝酸濃度を決定するステップ;及び (g)第1硝酸濃度及び第2硝酸濃度、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.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硝酸と第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硝酸と第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、多量の硝酸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.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に記蔵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(B)(i)−(B)(iii) 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; (B)(i)以下(I)及び(II)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; (I)(i)以下(II)(i)−(II)(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; (II)(i)空気に過量の硝酸を 付加して過量の硝酸/空気混合物を生成するステップ;(II)(ii)混合物 中の過量の 硝酸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; (II)(iii)選択時間経過後 に混合物中の硝酸濃度を決定するステップ;(II)(iv)選択時間経過後に 混合物中の総窒素酸化物(NOy)濃度を決定するステップ;及び (II)(v)上記(II)(ii i)の硝酸濃度及び(II)(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; (I)(ii)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; (I)(iii)上記ステップ(I)(ii)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(I)(i)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 ; (B)(ii)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NO y濃度及び空気中のスモッグ濃度から決定するステップ; (B)(iii)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.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(B)(i)−(B)(iii)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; (B)(i)以下(I)及び(II)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; (I)(i)以下(II)(i)−(II)(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; (II)(i)空気に過量の硝酸を 付加して過量の硝酸/空気混合物を生成するステップ;(II)(ii)混合物 中の過量の 硝酸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; (II)(iii)選択時間経過後 に混合物中の硝酸濃度を決定するステップ;(II)(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 (II)(v)上記(II)(ii i)の硝酸濃度及び(II)(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; (I)(ii)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; (I)(iii)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(I )(ii)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(I)(i)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 ; (B)(ii)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; (B)(iii)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.以下(A)−(E)の各ステップを含み、その照明条件及び温度条件が知悉 されている所定の時間と同じかまたはそれ以内であり、その終点が該所定時間の 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、空気中に予め形成されて いるスモッグの量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(II)(i) −(II)(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: (II)(i)空気に過量の硝酸を付加して過量の硝酸/空気混合物を生成する ステップ;(II)(ii)混合物中の過量の硝酸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; (II)(iii)選択時間経過後に混合物中の硝酸濃度を決定するステップ; (II)(iv)選択時間経過後に混合物中の総窒素酸化物(NOy)濃度を決 定するステップ;(II)(v)形成されたスモッグ濃度を、上記(II)(i ii)の硝酸濃度及び(II)(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.以下(A)−(E)の各ステップを含み、その照明条件及び温度条件が知 悉されている所定の時間と同じかまたはそれ以内であり、その終点が該所定時間 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 線強度に対応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(II)(i) −(II)(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: (II)(i)空気に過量の硝酸を付加して過量の硝酸/空気混合物を生成する ステップ;(II)(ii)混合物中の過量の硝酸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; (II)(iii)選択時間経過後に混合物中の硝酸濃度を決定するステップ; (II)(iv)選択時間経過後に混合物中の総窒素酸化物(NOy)濃度を決 定するステップ;(II)(v)上記(II)(iii)の硝酸濃度及び(II )(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(II I)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.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)その照明条件及び温度条件が知悉されている所定の時間と同じかまたはそ れ以内であり、その終点が該所定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(II)(i)−(II)(v)の各ステップにより決定するステップ : (II)(i)空気に過量の硝酸を付加して過量の硝酸/空気混合物を生成する ステップ;(II)(ii)混合物中の前記過量の硝酸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; (II)(iii)選択時間経過後に混合物中の硝酸濃度を決定するステップ; (II)(iv)選択時間経過後に混合物中の総窒素酸化物(NOy)濃度を決 定するステップ;(II)(v)上記(II)(iii)の硝酸濃度及び(II )(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(I II)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.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)その照明条件及び温度条件が知悉されている所定の時間と同じかまたはそ れ以内であり且つその終点が該所定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(II)(i)−(II)(v)の各ステップにより決定するステップ : (II)(i)空気に過量の硝酸を付加して過量の硝酸/空気混合物を生成する ステップ;(II)(ii)混合物中の前記過量の硝酸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; (II)(iii)選択時間経過後に混合物中の硝酸濃度を決定するステップ; (II)(iv)選択時間経過後に混合物中の総窒素酸化物(NOy)濃度を決 定するステップ;(II)(v)上記(II)(iii)の硝酸濃度及び(II )(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.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.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.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)空気に過量の硝酸を付加して過量の硝酸/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硝酸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硝酸濃度を 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)の硝酸濃度及び上記(d)のNOy濃度から、空気中のスモッ グ濃度を決定するステップ。
- 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.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.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範囲を決定する方法: (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N Oy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範囲を、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.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)空気中の硝酸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硝酸濃度及び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.以下(A)−(E)の各ステップを含み、空気中の硝酸及び/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)空気中の硝酸及び/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.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)空気に過量の硝酸を付加して適量の硝酸/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硝酸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硝 酸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、混合物中の過量の硝酸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硝酸濃度を決定するステップ;及び (g)第1硝酸濃度及び第2硝酸濃度、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.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 合体へ多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硝酸と第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硝酸と第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.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)空気に過量の硝酸を付加して過量の硝 酸/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硝酸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硝 酸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、混合物中の過量の硝酸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硝酸濃度を決定するステップ;及び (g)第1硝酸濃度及び第2硝酸濃度、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.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/空気混合体を住成し、該混合体へ多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硝酸と第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硝酸と第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.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)過量の硝酸と空気とを混合させて過量 の硝酸/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硝酸が第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、またオプションとして前記第1反応器と接続 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、その内部で混合物第3選択時間にわたって 反応して混合物中の過量の硝酸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硝酸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硝酸濃度を決定するために第 2反応器と機能接続された硝酸分析器; (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、照明センサ及び硝酸分析器と機能接続され、第1及び第 2硝酸濃度、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.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、またオプションとして前記第1反応 器と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硝酸分析器; (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26に記載のシステムにおいて、更に、多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.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)過量の硝酸と空気とを混合させて過量の硝酸/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硝酸が、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、またオプションとして前記第1反応器と接続さ 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、その内部で混合物第3選択時間にわたって 反応し、混合物中の過量の硝酸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硝酸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硝酸濃度を決定するために第 2反応器と機能接続された硝酸分析器; (g)前記硝酸分析器と機能接続され、第1及び第2硝酸濃度、そして第2選択 時間から、速度を演算する演算手段。
- 29.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硝酸と反応可能な第1反応器; (c)前記混合器と機能接続され、またオプションとして前記第1反応器と接続 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硝酸と反応する第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硝酸濃度、そして第2選 択時間から、速度を演算する演算手段。
- 30.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)過量の硝酸と空気とを混合させて過量の硝酸/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硝酸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、またオプションとして前記第1反応器 と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、その内部で混合物第3選択時間にわたって 反応し、混合物中の過量の硝酸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硝酸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硝酸濃度を決定するために第 2反応器と機能接続された硝酸分析器; (g)前記硝酸分析器と機能接続され、第1及び第2硝酸濃度、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.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硝酸と反応可能な第1反応器; (c)前記混合器と機能接続され、またオプションとして前記第1反応器と接続 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硝酸と反応する第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ROC濃度を決定する演算手段。
- 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)過量の硝酸と空気とを混合させて過 量の硝酸/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硝酸が第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、またオプションとして前記第1反応器と接続 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、その内部で混合物第3選択時間にわたって 反応し、混合物中の過量の硝酸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硝酸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硝酸濃度を決定するために第 2反応器と機能接続された硝酸分析器; (g)前記硝酸分析器と機能接続され、第1及び第2硝酸濃度、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.以下(a)−(1)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硝酸と反応可能な第1反応器; (c)前記混合器と機能接続され、またオプションとして前記第1反応器と接続 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硝酸と反応する第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25、26、27、28、29、30または32に記載のシステム において、第1及び第2反応器と光反応器とは同じ反応器であることを特徴とす る、空気中に予め放出されている総ROC濃度決定システム。
- 35.請求項25、26、27、28、29、30または32に記載のシステム において、前記第1反応器と光反応器とは同じ反応器であることを特徴とする、 空気中に予め放出されている総ROC濃度決定システム。
- 36.請求項25、26、27、28、29、30または32に記載のシステム において、前記第2反応器と光反応器とは同じ反応器であることを特徴とする、 空気中に予め放出されている総ROC濃度決定システム。
- 37.請求項25、26、27、28、29、30または32に記載のシステム において、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。
- 38.請求項37に記載のシステムにおいて、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。
- 39.請求項29に記載のシステムにおいて、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混合器内で多量のNOxが空気に付加されるこ 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。
- 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、2 6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)過量の硝酸を空気と混合させて過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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 に混合物の硝酸濃度を決定する硝酸分析器;(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)前記硝酸分析器、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、そして過量の硝酸 /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.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するシ 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)過量の硝酸を空気と混合させて過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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 に混合物の硝酸濃度を決定する硝酸分析器;(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)前記硝酸分析器、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、そして過量の硝酸 /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を硝酸に変化させる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を決定するシステ ム。
- 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その終点 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)過量の硝酸を空気と混合さ せて過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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硝酸 濃度を決定する硝酸分析器;(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)前記硝酸分析器及びNOy分析器と機能接続され、スモッグ濃度を NOy濃度及び硝酸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.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その終点 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)過量の硝酸を空気と混合させて 過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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硝酸 濃度を決定する硝酸分析器;(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)前記硝酸分析器及びNOy分析器と機能接続され、スモッグ濃度を NOy濃度及び硝酸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を硝酸に変化させるNOy変換器を含み、 該変換器は硝酸分析器と機能接続していることを特徴とする空気中で発生したス モッグ形成の時間決定システム。
- 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で発生したスモッグ形成の時間 決定システム。
- 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生成の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)(1)−(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)過量の硝酸を空気と混合させて過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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硝酸 濃度を決定する硝酸分析器;(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)前記硝酸分析器及びNOy分析器と機能接続され、スモッグ濃度を NOy濃度及び硝酸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.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形成所要時間の決 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 グ生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)過量の硝酸を空気と混合させて過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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硝酸 濃度を決定する硝酸分析器:(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)前記硝酸分析器及びNOy分析器と機能接続され、スモッグ濃度を NOy濃度及び硝酸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を硝酸に変換するNOy変換器を含み、該 変換器は上記(B)の硝酸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スモッグ量を生成 するための所要時間を決定するシステム。
- 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−定保持し、変化またはオプションとして監視し、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変化可能としたことを特徴と 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。
- 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空気中に予め放出さ れている総ROC濃度決定システム。
- 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硝酸を混合器へ搬送する第2測定搬送手段を含むことを特 徴とする空気中に予め放出されている総ROC濃度決定システム。
- 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空気中に予め放出されている総RO C濃度決定システム。
- 54.請求項25、26、27、28、29、30、32または39に記載の使 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硝酸を濾過する硝酸フィルタを含むことを特 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。
- 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)過量の硝酸を空気と混合して過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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、混合物中の硝酸濃度を決 定する硝酸分析器;(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)前記硝酸分析器及びNOy分析器に機能接続され、NOy濃度及び硝酸濃 度からスモッグ濃度を演算する演算手段。
- 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を硝酸に変換するNOy変換器を含み、該変換器は前記硝酸分析器 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 器と硝酸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.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)過量の硝酸を空気と混合して過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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、混合物中の硝酸濃度を決 定する硝酸分析器;(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)前記硝酸分析器、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、そして過量の硝酸/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、これにより過量の硝酸が空気 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を硝酸に変化させるNOy変換器を含み、該変換器は前記硝酸分析 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 器と硝酸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.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 可能量及びオプションとして現在のスモッグ範囲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)過量の硝酸を空気と混合して過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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、混合物中の硝酸濃度を決 定する硝酸分析器;(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)前記硝酸分析器、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、そして過量の硝酸/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オプションとして現在のスモ ッグ形成範囲を演算する演算手段。
- 63.請求項62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硝酸が 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。
- 64.請求項63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を硝酸に変化させるNOy変換器を含み、該変換器は前記硝酸分析 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。
- 65.請求項64に記載のシステムにおいて、前記NOy分析器は、前記NOy 変換器と前記硝酸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。
- 66.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)空気中の硝酸濃度を決定する硝酸分析器;(B)空気中のNOy濃度を決 定するNOy分析器:(C)請求項55、56、58に記載の空気中のスモッグ 濃度決定システム; (D)上記(A)の硝酸分析器、上記(B)のNOy分析器、そして上記(C) のシステムと機能接続され、空気中の硝酸濃度、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。
- 67.請求項66に記載のシステムにおいて、前記(A)の硝酸分析器及び上記 (B)のNOy分析器は、前記(C)のシステムの硝酸分析器及びNOy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。
- 68.以下(A)−(E)の各要素を含むことを特徴とする空気中の硝酸及び/ 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、56または58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、空気中の硝酸濃度及び/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。
- 69.請求項68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硝酸 及び/またはオゾン濃度決定システム。
- 70.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硝酸を前記混合器へ搬 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。
- 71.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硝酸を前記混合器へ搬 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。
- 72.請求項62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硝酸を前記混合器へ搬 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おけるスモッグ形成の 最大可能量及びオプションとして現在のスモッグ形成範囲を決定するシステム。
- 73.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硝酸を濾過する硝酸フ 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。
- 74.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硝酸を濾過する硝酸フ 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。
- 75.請求項62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硝酸を濾過する硝酸フ ィルタを含むことを特徴とする空気中おけるスモッグ形成の最大可能量及びオプ ションとして現在のスモッグ形成範囲を決定するシステム。
- 76.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(ROC)源の位置決定システム: (a)その照明条件及び温度条件が知悉されている所定の時間と同じかまたはそ れ以内であり、その終点が該所定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)過量の硝酸に空気を混合して過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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 合物中の硝酸濃度を決定する硝酸分析器;(c)(iv)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; (c)(v)前記硝酸分析器及びNOy分析器と機能接続され、NOy濃度及び 硝酸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R OC源の位置を演算する第3演算手段。
- 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(ROC)源の位置決定システム: (a)その照明条件及び温度条件が知悉されている所定の時間と同じかまたはそ れ以内であり、その終点が該所定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)過量の硝酸に空気を混合して過量の硝酸/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、混合物中の過量の硝酸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 合物中の硝酸濃度を決定する硝酸分析器;(c)(iv)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; (c)(v)前記硝酸分析器及びNOy分析器と機能接続され、NOy濃度及び 硝酸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R OC源の位置を演算する第3演算手段。
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