北京城市地区非甲烷烃来源及其对O3和SOA生成影响研究

来源 :辽宁大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunxunjun2008
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环境大气中非甲烷烃(NMHCs)可与对流层中的氧化剂发生一系列的化学反应,从而导致臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)等二次污染物的形成。因此,NMHCs作为O3和SOA生成的关键前体物,对其开展全面、系统的外场观测十分必要。本研究以北京城市地区为观测中心,在2020和2021年分别开展了NMHCs的外场观测,运用了多种分析手段和分析方法,探究了大气中NMHCs来源及其对O3和SOA的生成影响。主要研究内容和主要结论包括:1.北京城市地区秋季大气中NMHCs的来源及其对O3生成的影响。2020年9月1日至2020年10月15日,对北京城市地区NMHCs的浓度水平进行外场观测。总NMHCs的平均浓度为29.81±11.39 ppbv,烷烃浓度占比最大。NMHCs在国庆节期间具有典型的假期效应,假期期间NMHCs浓度最低。烯烃和芳香烃是臭氧生成潜势(OFP)和OH自由基消耗速率(LOH)的主要贡献物种。正交矩阵因子分析(PMF)的运行结果表明,机动车尾气排放是城市地区NMHCs最大的排放源,其次是液化石油气使用、溶剂使用、燃料挥发。利用箱式模型结合大气化学机理(MCM)研究了不同NMHCs来源对O3生成影响。模型模拟结果表明,降低NMHCs浓度可以有效抑制O3的生成。此外,减少交通相关排放的NMHCs浓度是控制北京城市地区O3污染的有效途径。2.北京城市地区霾期NMHCs来源及其对SOA生成影响。2021年3月1日至2021年3月30日,对北京城市地区霾期NMHCs的浓度水平进行外场观测。观测期间NMHCs平均浓度为33.54±16.69 ppbv。霾期与非霾期研究结果表明,不利的大气条件和当地NMHCs排放是灰霾形成的重要原因。PMF模型运行结果得出,煤燃烧和液化石油气使用源是观测期间NMHCs的主要来源。据二次有机气溶胶生成潜势(SOAP)的计算结果来看,芳香烃是SOAP的最大贡献者。溶剂使用和汽油车尾气排放源是SOAP的主要贡献者,占比52.19%。因此,北京城市地区芳香烃是SOA生成的优势物种。从源头治理来看,控制溶剂使用和汽油车尾气源排放的NMHCs是控制大气中SOA生成的有效手段。
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