论文部分内容阅读
全氟化合物(PFCs)是一类新型污染物,属于持久性有机污染物。广泛的研究表明,PFCs对生物体有较大的危害,同时,它们难以降解,在全球范围内广泛分布。全氟调聚醇(FTOHs)在大气中的迁移和氧化并形成最终产物被认为是PFCs最终产物在全球分布的主要原因之一。全氟辛酸(PFOA)是一种重要的最终产物,而2-全氟辛基乙醇(8:2 FTOH)和?-乙基全氟丁基(NEtFBSA)是其主要的前体物。本文在加州理工大气化学机理(CACM)基础上开发了考虑PFCs的CACMPFC机理,利用箱式模型研究PFCs的大气化学反应特性,并将CACMPFC机理耦合入三维空气质量模型(CMAQ)中,进一步研究PFCs在上海市大气中的浓度水平和空间分布特征。箱式模型中的CACMPFC机理主要是以8:2 FTOH和NEtFBSA为主要前体物,模拟了其在大气中氧化最终形成PFOA的一系列反应过程。除了研究了四种典型背景下PFCs的大气化学反应特性及转化特点,本文还探究了温度、相对湿度和气压等气象因素对PFCs的影响。研究结果表明,高温和高湿条件有利于8:2 FTOH的转化和PFOA的生成。同时,本文探究了其他污染物对于PFCs转化的影响。结果表明,臭氧(O3)能够促使PFCs向最终产物转化;氮氧化物(NOx)对PFCs浓度的影响比较复杂,当NOx浓度占主导时,NOx会与CH3O2自由基形成竞争抑制PFOA的生成,所以PFOA浓度较低;当CH3O2自由基浓度占主导时PFOA浓度则较高。本文将CACMPFC机理耦合入三维空气质量模式CMAQ,进而对上海市PFCs的时空分布特征进行小尺度模拟研究。研究结果表明:上海市大气中PFOA总浓度在夏季较高(≤2.31 pg m-3),其浓度在冬季较低(≤1.16pg m-3)。可能原因是夏季大气中气态8:2 FTOH前体物含量较多,PFOA转化率较高。此外,区域输送也会影响上海地区大气中PFCs的浓度。本文研究结果为制定有效的PFCs污染控制措施提供了科学依据。