论文部分内容阅读
臭氧是一种具有特殊腥臭味和不稳定性有毒淡蓝色气体,具有很强的氧化性。臭氧是影响自由基等化学物质的浓度及寿命的主要环境因子,对大气动力、热力、辐射和化学等过程中也具有显著影响作用。近年来我国对治理灰霾力度的不断加大,PM2.5等大气颗粒物污染水平得到有效控制,然而随着城市工业化发展,臭氧污染问题却愈发显著,如大城市氮氧化物污染和光化学烟雾污染日益严重,严重影响了城市空气质量和人民的生活起居。本文以成都市作为研究区域,以臭氧光化学特征作为研究对象,运用数理统计学的“相关关系法”对成都市NOx、NO2、NO、THC、OX、NO2/NO与O3污染进行研究,比较不同前体物浓度对O3污染水平的响应关系与灵敏程度,剖析其造成差异的原因以及光化学污染机理,初步建立前体物污染与O3的相关关系;探讨了成都市的大气光化学氧化性月分布、季节分布特征,分析了成都市大气氧化性水平及与O3生成的关系;通过计算成都市大气中NO2的光解速率,对成都市大气光化学反应环境进行定量研究;运用光化学烟雾产量模式,计算了成都市光化学烟雾产量(SP),定量分析NOx、THC、O3与SP的关系和成都市臭氧污染处于何种前体物控制区,初步提出臭氧污染的防控技术。主要研究结果如下:(1)成都市NOx和臭氧的变化趋势呈现出负相关特性,其中春季的NOx和O3的负相关性尤为显著,其次是夏、秋、冬季节,负相关程度依次递减;成都市O3污染与大气光化学产生O3过程中消耗NOx密切相关,成都O3污染过程中,春、夏、秋和冬季代表日对NOx均敏感,其中春季代表日对NOx最为敏感;而在春、夏、秋和冬四个季节下THC和O3均呈负相关性,说明THC对成都市O3污染具有敏感性;成都市在春、夏、冬季节时以前体物NOx影响为主、CO、VOCs等前体物的影响次之;在秋季前体物NOx对O3污染的敏感性降低,与浙江临安市和北京市等城市相比,NO2/NO比值基本在20以下,显示出成都市O3的生成机制较为单一。(2)成都市大气氧化性OX月均变化范围很小,差别性小于5%,大气氧化性十分稳定且小于北京市,发生光化学烟雾污染的可能性远小于北京市;成都市的NO2的光解速率季节排序为:夏>春>秋>冬;夏季条件较其他几个季节更加适合光化学反应的产生。成都市全年的NO2的光解速率平均值为0.0085min-1,该值低于北京市;相比之下,成都的环境条件不利于NO2的光解,这可能跟成都的日照情况比北京差有关;随着O3污染水平的增加,大气氧化性OX与O3呈负相关性;成都市不同季节局地污染的贡献表现为晚上局地污染物对大气氧化性的贡献高于白天。成都市OX局地贡献值(OX斜率)介于-0.1310.547,表现出成都市春季大气氧化能力高于其它季节。(3)通过成都市光化学烟雾产量模式计算研究发现:成都市处于NOx和VOCs交替控制区,成都市春、夏、秋、冬的NOx控制比例范围为37.5%58.33%,结果显示出在NOx控制时间段比例较高的春季控制NOx排放可以更有效的减排O3污染水平,在其余季节控制VOCs排放会取得更好的O3污染减排效果。说明成都市光化学烟雾产量SP与O3浓度关系密切,决定了成都市的O3浓度水平。建议成都市应当以控制VOCs排放为主,并辅以NOx排放控制,双向减排,共同降低臭氧污染水平。