Том 38, номер 08, статья № 4

Аннотация:

Для детектирования экотоксикантов в атмосфере методами абсорбционной спектроскопии необходимо знание их спектроскопических параметров. В настоящей статье приведены новые экспериментальные данные о линиях поглощения изотополога CH³⁵Cl₃ хлороформа в газовой фазе, измеренные с помощью спектрометра высокого разрешения в диапазоне длин волн 2 мм. После предварительных измерений в поддиапазоне 118,6–118,9 ГГц, их сравнения с литературными данными и подтверждения возможности достоверного выявления в спектре линий поглощения были обнаружены и идентифицированы новые линии поглощения в спектральных поддиапазонах 131–132, 137–139, 150–152 и 156–158 ГГц в основном состоянии и нескольких возбужденных колебательных состояниях. Полученные данные сопоставлены с теоретическими оценками центральных частот линий поглощения вращательного спектра. Идентифицированные линии поглощения хлороформа могут быть использованы для контроля его содержания в атмосфере.

Ключевые слова:

хлорсодержащие атмосферные газы, хлороформ, вращательный спектр, терагерцовая нестационарная спектроскопия

Список литературы:

1. Кистенев Ю.В., Cuisset A., Романовский О.А., Жердева А.В. Исследование малых газовых составляющих на границе «водная поверхность – атмосфера» с использованием средств дистанционного и локального лазерного ИК-газоанализа. Обзор // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 10. С. 799–810. DOI: 10.15372/AOO20221002; Kistenev Yu.V., Cuisset A., Romanovskii O.A., Zherdeva A.V. A study of trace atmospheric gases at the water – atmosphere interface using remote and local IR laser gas analysis: A review // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 1. P. S17–S29.
2. Study finds chloroform emissions, on the rise in East Asia, could delay ozone recovery by up to eight years / Massachusetts Institute of Technology. 2018. URL: https://phys.org/news/2018-12-chloroform-emissions-east-asia-ozone.html (last access: 05.04.2025).
3. Locating and Estimating Air Emissions from Sources of Chloroform Report EPA-450/4-84-007c. U.S. Environmental Protection Agency. Office of Air and Radiation, 1984. 101 p.
4. Scientific Assessment of Stratospheric Ozone. WMO. 1989. N 20. 532 p. URL: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=7300 (last access: 05.04.2025).
5. Scientific Assessment of Ozone Depletion. WMO. 1994. N 37. 532 p. URL: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=10898 (last access: 05.04.2025).
6. Fang X., Park S., Saito T., Tunnicliffe R., Ganesan  A.L., Rigby  M., Li Sh., Yokouchi Y., Fraser P.J., Harth C.M., Krummel P.B., Mühle J., O’Doherty S., Salameh P.K., Simmonds P.G., Weiss R.F., Young D., Lunt M.F., Manning A.J., Gressent A., Prinn R.G. Rapid increase in ozone depleting chloroform emissions from China // Nat. Geosci. 2019. V. 12. P. 89–93. DOI: 10.1038/s41561-018-0278-2.
7. Aucott M.L., McCulloch A., Graedel T.E., Kleiman G., Midgley P., Yi-Fan Li. Anthropogenic emissions of trichloromethane (chloroform, CHCl₃) and chlorodifiuoromethane (HCFC-22): Reactive Chlorine Emissions Inventory // J. Geophys. Res. 1999. V. 104, N D7. P. 8405–8415. DOI: 10.1029/1999JD900053.
8. Worton D.R., Sturges W.T., Schwander J., Mulvaney R., Barnola J-M., Chappellaz J. 20th century trends and budget implications of chloroform and related tri-and dihalomethanes inferred from firn air // Atmos. Chem. Phys. 2006. V. 6. P. 2847–2863. DOI: 10.5194 /acp-6-2847-2006.
9. Graedel T.E., Keene W.C. Tropospheric budget of reactive chlorine // Glob. Biogeochem. Cycl. 1995. V. 9, N 1. P. 47–77. DOI: 10.1029/94GB03103.
10. Borges J.T., Sparrapan R., Guimarães J.R., Eberlin M.N., August R. Chloroform formation by chlorination of aqueous algae suspensions: Online monitoring via membrane introduction mass spectrometry // J. Braz. Chem. Soc. 2008. V. 19, N 5. P. 950–955. DOI: 10.1590/S0103-50532008000500021.
11. Ivahnenko T., Barbash J.E. Chloroform in the hydrologic system – Sources, transport, fate, occurrence, and effects on human health and aquatic organisms // Scientific Investigations Report 2004-5137. 2004. 34 p. URL: https://pubs.usgs.gov/sir/2004/5137/sir20045137.pdf.
12. Zhang W., Jiao Yi., Zhu R., Rhew R.C., Sun B., Dai H. Chloroform (CHCl₃) emissions from coastal Antarctic tundra // Geophys. Res. Lett. 2021. V. 48, N 18. P. e2021GL09381. DOI: 10.1029/2021GL093811.
13. Kistenev Yu.V., Cuisset A., Hindle F., Raspopin G.K., Vaks V.L., Domracheva E.G., Chernyaeva M.B., Karapuzikov A.I. Potential of compact sub-THz spectrometers based on cascaded frequency multiplication for local environmental monitoring // Radiophys. Quant. Electron. 2023. V. 65. P. 746–759. DOI: 10.1007/s11141-023-10254-y.
14. Colmont J.-M., Priem D., Drean P., Demaison J., Boggs J.E. Rotational spectra of the isotopic species of chloroform: Experimental and ab initio structures // J. Mol. Spectrosc. 1998. V. 191. P. 158–175. DOI: 10.1006/jmsp.1998.7623.
15. Ceausu-Velcescu A., Pracna P., Margules L., Predoi-Cross A. Rotational spectrum of chloroform, “grass-roots among the forest of trees”: The n₂ = 1, n₃ = 2, n₅ = 1, and n₆ = 3 vibrational states of CH³⁵Cl₃ // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2021. V. 276. P. 107937. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107937.
16. Pickett H.M., Cohen E.A., Drouin B.J., Pearson J.C. Submillimeter, Millimeter, and Microwave Spectral Line Catalog. JPL Molecular Spectroscopy. May 2, 2003. California Institute of Technology. URL: https://docs.yandex.ru/docs/view?url=ya-mail%3A%2F%2F190558559233143439%2F1.2&name=catdoc.pdf&uid=259439430&nosw=1.
17. Endres C.P., Schlemmer S., Schilke P., Stutzki J., Müller H.S.P. The Cologne Database for Molecular Spectroscopy, CDMS // J. Mol. Spectrosc. 2016. V. 327. P. 95–104.
18. Gordon I.E., Rothman L.S., Hargreaves R.J., Hashemi R., Karlovets E.V., Skinner F.M., Skinner F.M., Conway E.K., Hill C., Kochanov R.V., Tan Y., Wcisło P., Finenko A.A., Nelson K., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Campargue A., Chance K.V., Coustenis A., Drouin B.J., Flaud J.-M., Gamache R.R., Hodges J.T., Jacquemart D., Mlawer E.J., Nikitin A.V., Perevalov V.I., Rotger M., Tennyson J., Toon G.C., Tran H., Tyuterev V.G., Adkins E.M., Baker A., Barbe A., Canè E., Császár A.G., Dudaryonok A., Egorov O., Fleisher A.J., Fleurbaey H., Foltynowicz A., Furtenbacher T., Harrison J.J., Hartmann J.M., Horneman V.-M., Huang X., Karman T., Karns J., Kassi S., Kleiner I., Kofman V., Kwabia-Tchana F., Lavrentieva N.N., Lee T.J., Long D.A., Lukashevskaya A.A., Lyulin O.M., Makhnev V.Yu., Matt W., Massie S.T., Melosso M., Mikhailenko S.N., Mondelain D., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Perrin A., Polyansky O.L., Raddaoui E., Raston P.L., Reed Z.D., Rey M., Richard C., Tóbiás R., Sadiek I., Schwenke D.W., Starikova E., Sung K., Tamassia F., Tashkun S.A., Vander A.J., Vasilenko I.A., Vigasin A.A., Villanueva G.L., Vispoel B., Wagner G., Yachmenev A., Yurchenko S.N. The HITRAN2020 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2022. V. 277 P. 107949. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107949.
19. Wolfe P.N. Microwave spectrum of chloroform // J. Chem. Phys. 1956. V. 25. P. 976–981. DOI: 10.1063/1.1743153.
20. Weber A. The pure rotational Raman spectrum of chloroform // J. Mol. Spectrosc. 1964. V. 14, N 1–4. P. 53–61. DOI: 10.1016/0022-2852(64)90099-2.
21. Carpenter J.H., Seo P.J., Whiffen D.H. The rotational spectrum of chloroform in its ground and excited vibrational states // J. Mol. Spectrosc. 1995. V. 170. P. 215–227. DOI: 10.1006/jmsp.1995.1066.
22. Margule`s L., Demaison J., Pracna P. Rotational spectrum in the n₆ = 1 and n₃ = 1 levels of chloroform // J. Mol. Struct. 2006. V. 795. P. 157–162.
23. Ceausu-Velcescu A., Manceron L., Beckers H., Ghesquiere P., Pracna P. High-resolution infrared and millimeter-wave spectroscopy of CH³⁵Cl₃: The n₂ = n₆ = 1 combination level // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2022. V. 293. P. 108385. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2022.108385.
24. Ceausu-Velcescu A., Manceron L., Beckers H., Ghesquiere P., Pracna P. Revised assignments of the ν₄ = 1 vibrational level of CH³⁵Cl₃: The ν₄ and ν₄ - ν₃ rovibrational bands with remarkable clustering effects // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2022. V. 280. P. 108077. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2022.108077.
25. Cazzoli G., Cotti G., Dore L. Millimeter and submillimeter-wave spectrum of CHCl₃. Determination of the h₃ splitting constant // Chem. Phys. Lett. 1993. V. 203, N 2–3. P. 227–231. DOI: 10.1016/0009-2614(93)85392-2.
26. Białkowska-Jaworska E., Kisiel Z., Pszczołkowski L. Nuclear quadrupole coupling in chloroform and calibration of ab initio calculations // J. Mol. Spectrosc. 2006. V. 238. P. 72–78. DOI: 10.1016/j.jms.2006. 04.011.
27. Vaks V.L., Anfertev V.A., Balakirev V.Yu., Basov S.A., Domracheva E.G., Illyuk A.V., Kupriyanov P.V., Pripolzin S.I., Chernyaeva M.B. High resolution terahertz spectroscopy for analytical applications // Phys. Usp. 2020. V. 63. P. 708–720. DOI: 10.3367/ufne.2019.07.038613.
28. Gordy W., Cook R.L. Techniques of Chemistry. Vol. XVIII. Microwave Molecular Spectra. New York: Wiley & Sons, 1984. 929 p.