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光化学烟雾是一种对人类健康与环境危害很大的大气污染现象。光化学烟雾是指对流层大气中氮氧化物和非甲烷碳氢化合物等在紫外光照射下发生光化学反应,生成的O3累积污染和PAN、HNO3等二次污染物形成的混合污染。机动车排放的污染物多为光化学烟雾的前置体。随着我国城市规模的扩展以及民众生活水平的提高,城市机动车保有量迅速增加,机动车尾气的污染在加重,在一些城市出现光化学烟雾污染的现象越来越严重,机动车排放引起的城市环境光化学烟雾的研究得也到了相关专家的关注。为了深入了解机动车污染物排放对光化学烟雾的影响,探讨城市光化学烟雾形成机理,详细分析参与光化学反应中各种污染物浓度之间的转化关系,特别是机动车排放污染物成分的影响。本文从研究光化学烟雾的形成机理开始,分析总结了我国一些城市大气中发生光化学烟雾污染的形成条件、污染现状和发展趋势。然后利用描述光化学现象的反应动力学方程组进行了数值求解,并模拟了光化学烟雾的形成过程。之后,进一步分析了不同初始污染物浓度条件下,光化学烟雾及其参与反应的各类污染物浓度时间变特征。对比已发表的光化学烟雾箱测试实验结果,验证了模型的可行性和有效性;讨论了环境条件,即气温和气压对O3和PAN生消过程的影响。最后,利用简化光化学动力学模型计算绘制了机动车排放特征污染物NOx和NMHC的城市光化学烟雾EKMA臭氧和PAN生成等浓度曲线。根据EKMA曲线,提出了不同污染型城市光化学烟雾污染防治措施。论文主要研究成果如下:1.提出光化学烟雾污染程度评价指标,用NOx/SO2的比值分析指出我国城市大气污染的特征是正处于煤烟型向机动车尾气污染型(光化学烟雾型)的转化阶段;分析城市光化学烟雾具有传输性的特点,提出在关注城市光化学烟雾污染的同时更应该重视城市下风向一定距离处的臭氧污染。2.基于简化的光化学反应动力学模型,用MATLAB数值计算工具,结合隐式Runge-Kutta法对光化学烟雾形成的动力学过程进行了数值模拟。模拟得到的O3最大污染物浓度值和实验值吻合较好,可以认为简化的光化学动力学模型能有效地反映无源烟雾箱内03的积累和消耗过程。分析了碳氢化合物(RH,hydrocarbons)的稳定消耗,RH向醛类化合物(RCHO,aldehydes)的转化,NO向NO2的明显转化以及O3、PAN的浓度初始阶段的积累和后来的消耗过程。并在不同初始浓度条件下,分析了光化学烟雾形成的动力学演变过程,数值分析发现:在浓度NMHC/NOx比值较低的情况下,当NOx初始浓度不变,NMHC增加时,有利于O3和PAN的形成;当NMHC初始浓度保持不变,增大NOx浓度,也有利于O3和PAN的形成;但臭氧浓度最大值出现的时间有延后的趋势;当NOx和NMHC初始浓度均加倍时,O3和PAN的生成量均迅速增加,而且臭氧浓度最大值出现的时间缩短。3.重点研究了机动车排放对城市光化学烟雾污染的影响。研究表明,当城市大气中NMHC的浓度较高时,随着机动车尾气排放的增加导致NOx浓度的迅速增加会使城市光化学烟雾污染明显加重。4.模拟结果表明,光化学烟雾形成与演变过程与自然环境条件(气温和气压)有关。在仅考虑温度因素时,温度增加O3最大浓度值有下降趋势,但变化不大;而PAN浓度有增加趋势;随着压力增加O3最大浓度值有下降趋势,O3出现最大峰值的时间延长,PAN浓度变化很小,PAN出现分解消耗的时间延长,参与反应的HCHO、RH和RCHO等污染物消耗完的时间也有延长的趋势。5.利用简化模型绘制了城市光化学烟雾EKMA臭氧和PAN生成等浓度曲线,分析指出不同的NMHC/NOx比值与生成O3和PAN浓度最大值和生成速度之间不是简单的线性关系;用EKMA曲线图中的脊线,将城市光化学烟雾污染分为A点污染型和B点污染型两类,提出了不同污染型城市光化学烟雾污染防治措施。