用于汽车尾气光氧化的烟雾箱研究及其表征实验

大气中光氧化反应是造成大气中复合污染,加剧中国大气环境污染的重要因素。为了研究汽车尾气在大气中的光氧化反应,设计制作了一套用于汽车尾气光氧化反应的较大容积的室内烟雾箱实验系统,该系统主要包括反应系统、进样系统和检测分析系统。反应系统采取了移动式对箱设置,尾气进样系统考虑了汽车尾气的排放特点,检测系统采取了负压采气装置。通过对该烟雾箱的光强分布、光解实验、NO_2及O_3衰减等系列的表征实验表明,该烟雾箱系统的一些性能较国内已有的烟雾箱有一定程度的提高,而且更适合于模拟汽车尾气的光氧化反应,同时,该系统具有采样方便、两箱对比和可模拟多种环境等特点。     

大气模拟烟雾箱系统的研究进展

烟雾箱是研究大气光化学反应的主要工具.30年来国内外有多个研究机构建立了烟雾箱,并对各种光化学反应进行了研究,以收集数据来发展和检验大气光化学反应机理.从系统构造、配置仪器及所进行的光化学实验几个方面,综述了国内外烟雾箱系统的研究进展,其中背景影响较小的烟雾箱能为评价化学反应机理提供精度较高的数据,二次有机气溶胶(secondary organic aerosol,SOA)的形成机理成为目前的研究热点.     

光化学污染科学及发展现状研究

对光化学污染研究及其发展进行了综述,概括了光化学污染研究的主要方法,即实验室研究、模式计算和现场监测分析等方法.介绍了欧美国家和中国在烟雾箱研究方面的发展情况,提出了控制自由基源以及痕量气体的检测方式有待提高等问题.阐述了光化学污染模式计算的发展现状和未来发展趋势以及在模式运用中影响模式计算准确性的主要因素.还介绍了国内外光化学污染监测发展历程和现状,并根据目前自动监测发展水平探讨了光化学烟雾监测因子及作用,最后提出加强光化烟雾研究具体建议和研究方向.     

光化学烟雾箱的表征及初步应用

介绍了一套自制的用于光化学臭氧和二次有机气溶胶生成研究的室内烟雾箱系统,对该烟雾箱系统进行了一系列表征实验,包括活性物种的壁损失速率常数的测定,以及由CO-NOx光氧化实验确定的反应器内·OH源,并进行了乙烯-NOx和苯-NOx光氧化的初步实验.结果表明,O3和NO2在新反应袋中壁损失受湿度影响很小,而在旧反应袋中影响...     

大气模拟烟雾箱中HONO的表征

NO2与H2O在烟雾箱表面生成HONO的异相反应是导致烟雾箱实验数据不确定性增加的主要原因之一,因此.必须对该反应进行表征.本研究采用烟雾箱实验与箱式模型模拟相结合的方法,确定实验系统特有的HONO释放速率.实验在室内烟雾箱实验系统完成,通过NO、NO2沉积实验获得的气态反应物在烟雾箱壁面(Teflon膜)上的沉积速率分别为0.0026 h-1及0.0025 h-1;光解实验得到NO2的光解速率为0.21min-1,在此基础上利用量子产率、吸收截面积、光谱分布计算出其它6个光解反应的速率常数.将实验获取的速率常数与CB-Ⅳ反应机理联合使用建立箱式模拟系统,利用c0一NO实验数据对模拟参数进行优化,得到该系统的HONO的释放速率为1.65×10-5cm3·mol-1·s-1.由此提供了一种表征实验与箱式模型联合使用确定烟雾箱系统HONO释放速率的有效方法.     

用于模拟SOA形成的烟雾腔的构造和表征

为研究二次有机气溶胶的形成机理,设计制造了一种用于模拟二次有机气溶胶的形成过程烟雾腔实验系统,该系统主要包括样品进样系统,模拟反应系统即烟雾腔系统和产物检测系统三个部分,具有实时在线检测、效率高等优点。利用该实验装置模拟开展大气中含量较高的芳香烃化合物光氧化产生二次有机气溶胶的过程,使用TSI3321空气动力学直径测量系统、气溶胶飞行时间质谱等多种检测手段对二次有机气溶胶的形成进行表征。空白实验和羟基启动的光氧化实验结果表明烟雾腔内的气溶胶粒子是在黑光灯辐照下·OH自由基启动反应物光氧化产生的。实验结果表明研制的烟雾腔系统可以很好地实现对二次有机气溶胶形成过程的模拟和表征。     

基于光化学模型的臭氧生成敏感性研究进展

近年来中国城市臭氧污染形势日益严峻,臭氧前体物减排是控制臭氧污染的工作关键。为制定合理的前体物减排计划,需分析各类前体物生成臭氧敏感性。该文在总结光化学模型进展基础上,论述使用光化学模型开展臭氧生成敏感性研究的方法。通过介绍各方法的研究进展和分析不同方法优缺点,指出使用单一方法存在的局限并展望了OBM和OSAT的前景,认为在进行相关研究时应将多种方法结合使用。     

挥发性有机物生成二次有机气溶胶影响因素的研究进展

二次有机气溶胶(SOA)的生成不仅受前体物排放量的影响,还与一些环境因素有关。为了更为科学地提出SOA污染防治对策,可以采用烟雾箱对SOA生成的影响因素进行模拟研究。介绍了近年来烟雾箱的设计与表征方法,分析了温度、相对湿度、光照强度、种子气溶胶、SO_2、NO_x等典型影响因素的研究现状。指出了现有研究的不足,认为SOA生成过程的模拟工具升级、定性分析和复合影响因素探讨是今后研究的重点。     

石油化工区光化学烟雾模拟模式研究

本工作以上海金山石油化工区为对象,探讨和建立了描述该地区光化学烟雾污染的大气质量模拟模式(简称SJMM),并与1980年10月29日实测数据进行了比较和分析。所用化学模式与国外烟雾箱数据及模式数据进行了对比。结果表明SJMM模式基本上能描述该地区的O_3、NO、NO_2的浓度分布和日变化情况。并利用模式预断了该地区出现光化学烟雾污染的可能性。     

甲烷光氧化反应速率常数及其在大气中的寿命

应用具有分析系统的、可抽真空的烟雾箱进行甲烷在空气中光化学反应的模拟研究。详细研究了CH₄空气及CH₄－O3－空气两个体系的光化学反应,描绘了反应物和产物的浓度随时间变化曲线,得到甲烷的光化学氧化具有准一级反应特性的结论,证明了O₃的加入可加速甲烷的衰减。定量地测定了甲烷衰减的表观速率常数,并根据实验数据推算了甲烷在大气中的寿命。     

Reactor characterization and primary application of a state of art dual-reactor chamber in the investigation of atmospheric photochemical processes

Increasing attention has been paid to the air pollution more recently. Smog chamber has been proved as a necessary and effective tool to study atmospheric processes, including photochemical smog and haze formation. A novel smog chamber was designed to study the atmospheric photochemical reaction mechanism of typical volatile organic compounds (VOCs) as well as the aging of aerosols. The smog chamber system includes an enclosure equipped with black lights as the light source, two parallel reactors (2 m³ of each) with separate control of light source and temperature, with a series of coupled instruments for online monitoring of gas phase and particle phase reactants and products. Chamber characterization, including air source stability, effective light intensity, temperature stability, as well as gas phase and particle phase wall losses, were carried out before further research. The results showed that our smog chamber systems developed by other domestic and international groups. It was also observed that the wall loss of aromatic VOCs varied with different functional groups as well as the isomerism. The results of preliminary simulation experiment from styrene-NO_x demonstrated that the chamber can be well utilized to simulate gas-particle conversion progresses in the atmosphere.     

烟雾箱模拟乙炔和NOx的大气光化学反应

利用自制光化学烟雾箱进行了一系列表征实验并模拟了乙炔和氮氧化物NO_x在室温（20±1）℃下的大气光化学反应．讨论了乙炔与NO_x的协同作用对光化学反应产生O₃的影响．实验得到了O₃和NO₂的壁损失分别为5.80×10^-6 s^-1和2.41×10^-6 s^-1,相对于模拟实验中的O₃和NO₂,该损失可以忽略．测得了单支40 W黑光灯的有效光强为0.64×10^-3 s^-1（以NO₂的光解速率表示）．经过净化空气的本底校正后,讨论了不同乙炔浓度、NO_x浓度以及光照强度对体系产生O₃的影响,计算了乙炔的增强反应活性值（incremental reactivity, IR）,4组实验的IR最大值分别为1.76×10^-2、2.68×10^-2、2.04×10^-2和2.84×10^-2．并发现IR值与乙炔的初始浓度以及光照强度关系密切,与NO_x初始浓度关系不大．     

光化烟雾研究及监测要点

对光化烟雾及其形成机理进行了综述,介绍了欧美国家和我国对光化烟雾监测的发展历程,阐述了对光化烟雾进行研究的方法和要点,并根据目前自动监测发展水平探讨了光化学烟雾监测参数及作用,提出了加强光化烟雾研究和监测的具体建议。     

Photochemical pollution in Lanzhou, China - A case study

The photochemical air pollution in Xigu district of Lanshou city, Gansu Province was studied during a period of 1981-1984. The extremely high NMHC/NOx ratio and ozone level elevation after rain have been noticed. A series of outdoor and indoor reaction chamber simulation experiments conducted in order to understand the specific conditions. The ozone formation under NMHC/NOx condition and the possible reason for high ozone concentration after rain are discussed.     

甲烷光化学反应机理模式模拟研究

应用可抽真空的、带有LP－FTIR的光化学烟雾箱进行甲烷光化学反应机理模式模拟。大气压下,在烟雾箱中进行CH₄－空气和CH₄－O₃－空气体系的实验。基于实验数据,应用PKSS模式计算甲烷光化学反应的机理,计算的反应机理与实验数据吻合。     

The study for polyaromatic hydrocarbons decay on Chinese coal soot particles in atmosphere

A study for the photochemical behavior of some polyaromatic hydrocarbons (PAH), for example B(a )P, B( k )F and fluoranthene in coal smoke particles was performed by using indoor Teflon smog chamber.Experiments suggest that the photochemical reaction of PAH is first order reaction and kinetic rates of some PAH were obtained. It was shown that the reaction rate constant is proportional to light intensity and water vapor concentration. Temperature and PAH loading also have influence on PAH decay rate. A model for PAH loss has been set up on the basis of the results of our experiments and the simulating results of this model suggest that coal particle PAH half lives are of the order of a period of days in winter and a few hours in summer. Other factors which may have effect on the photochemical reaction of PAH have also been discussed.