北京大气中NO、NO2和O3浓度变化的相关性分析

臭氧（O₃）是城市污染大气中的首要光化学污染物,其变化规律与氮氧化物(NO_x=NO+NO₂)关系密切.采用49C臭氧分析仪和42CTL氮氧化物分析仪对北京城区O₃和NO_x浓度进行了连续观测,时间为2004-08～2005-07.结果显示,O₃和OX（O₃+NO₂）浓度在午后15:00左右出现峰值,NO_x呈双峰态日变化,在07:00和23:00左右出现峰值.不同季节污染物的浓度变化存在差异,O₃和NO_x浓度分别在夏季和冬季达到最大.NO_x浓度存在100×10^-9(体积分数)的“分界点”,NO_x低浓度时以NO₂为主,NO_x高浓度时NO占大部分.OX区域贡献和局地贡献存在明显的季节变化,前者主要受区域背景O₃的影响,在春季最大,后者主要受局地NO_x光化学反应的制约,在夏季最强,同时OX组分呈现显著的昼夜差异.     

基于观测数据的石家庄交通干线附近臭氧光化学敏感性分析

为确定石家庄东部郊区交通干线附近O₃生成光化学敏感性,利用2019年1月1日—2020年10月31日在线观测的NO_x、NO_y和O₃等数据计算并分析了O₃生成效率(OPE)及O₃光化学敏感性的NO_x临界浓度.结果表明:1交通干线附近O₃光化学敏感性存在季节差异,春季主要受VOCs控制,整体OPE为2.6±0.3,夏、秋季节主要受NO_x与VOCs协同控制,整体OPE分别为5.3±0.4和5.1±0.8;2NO_x体积分数>11×10^-9时,O₃生成主要为VOCs控制;NO_x体积分数介于6×10^-9~11×10^-9时,O₃生成主要受VOCs与NO_x协同控制;NO_x体积分数<6×10^-9时,O₃生成主要为NO_x控制;3O₃生成敏感性存在日变化特征,10:00之前O₃生成主要受VOCs控制,10:00—11:00是O₃生成由VOCs控制转变为VOCs和NO_x协同控制的过渡时段,12:00之后O₃生成主要由VOCs和NO_x协同控制,且午后14:00—16:00之间NO_x对O₃控制比例凸显.因此,石家庄O₃治理不但要重视NO_x与VOCs排放源的协同管控,尤其午后还需要对NO_x排放源进行分时段精细化管控.     

氨氧化菌混培物在O2/微量NO2下的氨氧化动力学

运用序批式试验,在无分子氧条件下,确定了好氧氨氧化菌的NO₂型氨氧化动力学方程,得到了最大氨氧化速率［q_NO2,max=0.144　mg·(mg·h)^-1］、二氧化氮半饱和常数(k_NO2=0.821 μmol·L^-1）和二氧化氮抑制性常数（k_i=1.721 μmol·L^-1）.在微量NO₂气体中添加2% O₂氧气后,氨氧化速率明显提高,最大氨氧化速率发生在体积分数2% O₂和50×10^-6 NO₂的条件下,达到0.198 　mg·(mg·h)^-1.在21%　O₂和微量NO₂条件下,氨氧化速率继续大幅度提高;在21%　O₂和100×10^-6　NO₂时氨氧化速率达到0.477 　mg·(mg·h)^-1,比无NO₂空气曝气条件下氨氧化速率高3倍.提出了NO₂表观强化氨氧化函数的概念,建立了在O₂和微量NO₂混合气体下的氨氧化动力学方程,利用2%　O₂和微量NO₂条件下的实验结果验证了动力学方程,讨论了NO₂强化氨氧化的机理.     

基于光化学指标法的邯郸市臭氧生成敏感性

邯郸市近年来O₃污染状况越发严峻,2018年夏季（6~8月）,邯郸市O₃日最大8 h平均浓度为175μg·m^-3,超标天数达54 d,超标率59%,最高浓度达257μg·m^-3.本研究应用WRF-CMAQ模式系统和光化学指标法对邯郸市夏季O₃生成敏感性特征进行分析.结果表明,用H₂O₂/HNO₃表征O₃生成敏感性较其他指标在理论和模拟效果方面均更合适.基于精细化的源清单和网格分辨率,CMAQ对H₂O₂和HNO₃有较好的模拟效果.对H₂O₂/HNO₃的模拟结果显示,邯郸市VOCs控制区范围逐月减少,6月协同控制区范围占比最大,7月和8月以NO_x控制区为主.邯郸市各区县VOCs和NO_x排放量比值显著的空间差异,是O₃生成敏感性差别的主要原因.VOCs/NO_x<1.7的区域,其O₃生成趋向于受VOCs控制,邯郸南部VOCs/NO_x>6.9的区域,NO_x是O₃生成的主控因子,1.7x<6.9的区域更易受到VOCs和NO_x的协同控制.当HCHO/NO₂、O₃/HNO₃和O₃/NO_x过渡范围分别为0.35~0.6、20~35和10~25时,可以得到与H₂O₂/HNO₃较为一致的敏感性空间分布,H₂O₂/（O₃+NO₂）不能指示出与其他指标一致的结果,表明该指标可能不适用于邯郸市.     

珠江三角洲大气光化学氧化剂(Ox)与PM2.5复合超标污染特征及气象影响因素

基于粤港澳珠江三角洲区域空气监测网络12个监测子站的大气污染物数据,梳理2013~2017年大气光化学氧化剂O_x（NO₂+O₃）与PM_2.5质量浓度的变化趋势.O_x+PM_2.5复合超标污染定义为NO₂和PM_2.5质量浓度日平均值以及O₃浓度日最大8 h平均值（O₃ MDA8）同时超过二级浓度限值,分析了不同类型站点复合超标污染的时空分布特征以及气象因素影响.结果表明,2013~2017年珠三角PM_2.5年均质量浓度由（44±7）μg·m^-3下降至（32±4）μg·m^-3,实现PM_2.5连续3 a达标.O_x年均质量浓度由2013年（127±14）μg·m^-3下降至2016年（114±12）μg·m^-3,2017年反弹至（129±13）μg·m^-3,O₃浓度上升明显（10 μg·m^-3）.以O₃为首要污染物的污染过程占比由2013年33%增多至2017年78%,多个城市同时发生污染的区域特征明显.研究时段内O_x+PM_2.5复合超标污染事件共发生60次,主要在城区站点（78%）和郊区站点（22%）.秋季发生复合超标污染天数最多（52%）,是因为强太阳辐射有利于臭氧生成,大气氧化性增加,进而促进了PM_2.5二次生成.造成珠三角复合超标污染的天气形势主要为高压出海型（43%）、高压控制型（30%）和热带低压型（27%）.就具体气象因素而言,气温在20~25℃且相对湿度在60%~75%的范围内时,复合超标污染事件发生占比最高（22%）.在O₃重污染过程中,夜间高湿和低风速使得NO₂和PM_2.5浓度显著上升,日间高温加剧了复合超标污染.     

北京城区夏季O3化学生成过程

选取2007年7月1日—8月31日中的21个晴空日,利用观测资料和光化学箱模式计算了北京城区测点的O₃生成速率G(O₃)和O₃生成效率OPE.结果表明,21个晴空日中G(O₃)日最高小时值分布在(18~82)×10^-9h^-1之间;在O₃污染和非污染日G(O₃)最高值的平均水平无显著差异,且与O_x浓度之间不存在一致的对应关系,表明O₃化学生成过程不能全面解释地面O₃浓度的累积,物理传输过程对测点O₃实测浓度有显著作用;各个化学过程对G(O₃)的贡献率对比结果显示,HO₂ 在 NO向NO₂的转化中贡献最大;OPE值分布在2.8~5.8之间,总体水平为4.1±0.1;OPE值与NO_x浓度之间为非线性关系,OPE值随NO_x浓度的增加而减少,表明消减测点附近VOCs排放能有效降低O₃浓度.     

广州地区秋季不同站点类型地面臭氧变化特征与影响因子

近地面臭氧（O₃）已成为广州市的主要空气污染物.由于受地形、气象条件和前体物排放差异的影响,同一个城市内不同地区臭氧的变化特征与影响因素也存在较大差异.基于2015年10月广州4个代表不同站点类型［城区：广州市监测站（GMC）、上风向郊区：花都师范（HNS）、下风向郊区：番禺中学（PMS）和山区：帽峰山森林公园（MFS）］的空气质量监测站数据,结合WRF模拟的气象数据,研究了各站点O₃的变化特征、影响因素及敏感性.结果表明,4个站点的O₃和NO_x日变化分别呈现单、双峰分布特征（MFS站点NO_x除外）,GMC、HNS和MFS站点的O₃峰值出现在周六,而PMS出现在周四.MFS的O₃日均浓度最高（98.61 μg·m^-3）,GMC的O₃日均浓度最低（44.83 μg·m^-3）.不同站点臭氧浓度超标的NO_x拐点区间分别为：GMC：55～90 μg·m^-3,PMS：30～60 μg·m^-3,MFS：10～20 μg·m^-3.O₃增长率的温度（T）拐点区间分别为：GMC：28～30℃,HNS：26～28℃,PMS：24～26℃,MFS的拐点温度不明显;湿度（RH）拐点区间分别为：GMC 55%～65%,HNS和PMS 60%～70%,MFS 80%～85%.轻风类风速（WS：1.5～3.3m·s^-1）与O₃呈现正相关;当风向为西北风向时,PMS站点的O₃浓度最高,其他风向下MFS的O₃浓度最高.通过各影响因子与O₃的多元线性拟合发现,影响各站点O₃的主控因子是,GMC：WS和T;PMS和HNS：T和RH,MFS：RH和WS.各站点O₃敏感性分别是,GMC和HNS为VOCs控制区,MFS为NO_x控制区,PMS为协同控制区.     

青海湖区域背景点夏季大气NO2，SO2 和O3 浓度变化规律

利用ECOTECH 公司系列气体监测仪,对青海湖区域背景点夏季的大气污染物的变化规 律及其和气象因素之间的关系进行了分析。结果表明,夏季三种气体中NO₂ 浓度较低,平均值 为2.30×10^-9,其日内变化呈现单峰形式,日较差非常小;SO₂ 浓度较高,平均值达到20.82×10^-9, 波幅变化较大, 其日内变化表现的较不规则;O₃ 浓度夏季平均值高达57.63×10^-9,日变化呈现单 谷形态,早晨7:00-8:00 达到最低值;三种污染物均在凌晨或午夜达到高值。和气象因子的相关 分析表明,NO₂ 静风情况下浓度较低,主要污染源为西北及东北方向的公路及铁路机动车排放; SO₂ 主要来源于当地生物质燃烧排放,同时东南风向时其浓度增高;静风时O₃ 浓度最高,其受 风向影响较小。     

基于观测模型的成都市臭氧污染敏感性研究

2019年4—8月，在成都市城区开展了O₃、NO_x、VOCs及气象参数的连续在线观测，基于观测数据OBM模拟的方式，对O₃超标日的敏感性及收支进行了分析.研究发现，成都市城区O₃超标日对应的绝大部分前体物的浓度均有所上升，基于VOCs的组分变化分析推断工业源排放在超标日可能存在较大幅度的增加.相对增量反应活性（RIR）值结果表明，成都市城区O₃超标日对人为源VOCs（AVOCs）敏感性最强，其次为天然源（BVOCs）和CO，而对NO_x为负敏感性，控制AVOCs对站点超标日的O₃浓度下降最为有利；逐月变化来看，O₃对AVOCs和NO_x的敏感性逐月差异较小，对BVOCs的敏感性在6—7月最强，对CO的敏感性在4—5月最强.观测点位处于典型的VOCs控制区，以O₃浓度为等值线的EKMA曲线显示4—5月脊线比例约为13，6—7月及8月的脊线比例约为8.建议在开展O₃防控时，VOCs的减排比例应远大于NO_x，且春季的减排比例应大于夏季.典型O₃污染日的日最大O₃小时生成速率为10×10^-9~18×10^-9· h^-1，上午存在O₃输入，下午O₃本地生成占主导，其余时段O₃输出影响较强.     

成都市春季O3污染特征及关键前体物识别

2018年4月在成都市区开展了臭氧（O₃）以及挥发性有机物（VOCs）等污染物的在线监测,搜集了成都市国控站点数据,对O₃污染特征进行分析,利用增量反应活性（RIR）的方法识别了O₃生成的关键前体物.结果表明,成都市2016~2018年的4月的O₃污染程度逐年加重,O₃日变化呈现单峰态;当温度大于20℃,风速处于1~1.5 m·s^-1,相对湿度小于65%时,O₃超标率在4月会高于80%;2018年4月,O₃超标天的NO_x日均浓度是非超标天的2.3倍,VOCs日均浓度是非超标天的2倍;人为源VOCs、CO、天然源VOCs和NO_x这4大类前体物在臭氧超标天对O₃的RIR值依次为2.4、0.87、0.06和-2.6,说明O₃处于VOCs控制区;从VOCs物种来看,间/对-二甲苯、乙烯、反-2-丁烯、丙烯、邻-二甲苯、甲苯、丙酮、异戊二烯、异戊烷和正丁烷等为O₃生成的关键活性VOCs物种.     

硫酸铵气溶胶对甲苯-NOx-空气体系光化学反应的影响

利用大气模拟烟雾箱,研究了硫酸铵气溶胶对甲苯-NO_x-空气体系光化学反应的影响.结果表明,硫酸铵作为气溶胶种子,其存在可以加快反应过程中颗粒物（particle matter, PM）的生成速度,并提高甲苯的气溶胶产率.在高浓度的硫酸铵气溶胶种子条件下,其初始浓度对反应过程中NO_x、NO和O₃的浓度变化没有明显的影响,但对二次有机气溶胶（secondary organic aerosol, SOA）的生成有显著影响.在硫酸铵气溶胶种子浓度小于160 μg·m^-3时,SOA的产率随初始气溶胶种子浓度的增大而增大,从最小7.2％到最大11.7％,其增幅超过60％.     

Environmental chamber study of the photochemical reaction of ethyl methyl sulfide and Nox

A series of experiments were conducted in a self-made smog chamber at 300 ± 1 K and 1.01×105 Pa to simulate the photochemical reaction of ethyl methyl sulfide (EMS) and NOx. The results show that the higher the initial concentration of EMS, the more ozone is generated in the simulative reactions. It is found that the light intensity plays a very important role in the evaluation of ozone formation potential for EMS. The parameters of d(O3-NO) and IR (incremental reactivity) were used to quantify the potential of EMS on ozone formation. The obtained maximum IR values in this paper for the five simulative reactions were 1.55×10-2, 0.99×10-2, 1.36×10-2, 2.47×10-2, and 1.65×10-2, respectively. Comparison between the results we obtained here and the results we obtained before for di-tert-butyl peroxide and acetylene was made and it showed that the potential reactivity of EMS on ozone formation is at a relatively low level.     

我国城市地区机动车污染现状与趋势

北京、广州和上海近10多年机动车保有量年均增长速率分别为16. 4 % ,16. 5 %和13.4 %,这些城市大约80 %的CO和40 %的NOx来 自于机动车排放。其结果是导致城区大气环境近10 a来NOx浓度逐年上升,己成为广州和北京等少数特大城市的首要污染物;街道大气环境 中NOx和CO日均浓度远远超过国家大气环境质量二级标准,其污染程度比城区整体环境更为严重;己存在严重的光化学烟雾污染,预测表明 城区未来大气环境中q浓度的高低取决于机动车的排放量。因此,我国城市地区大气污染正由煤烟型污染向机动车尾气污染转化。      

香港大气能见度与污染物长期变化的特征和相互关系

利用香港天文台40年(1968~2007年)的能见度数据,中西区空气监测站24年(1984~2007年)的空气质量数据,采用多元回归法,分析了香港地区大气环境状况与大气污染物变化的关系.结果表明,香港地区1968~2007年间低能见度时数百分比平均每10年上升3.1%,其中,其上升趋势在1968~1989年较为平缓(平均0.7%/10a),20世纪90年代后(1990~2007年)则较为明显(平均7.3%/10a),且与地面臭氧浓度呈同步上升趋势.1993年前,低能见度时数百分比与NO2和NOx相关性显著,1993年后,与其相关性显著的污染物则是O3、SO2和NO2.这说明香港地区能见度的恶化在1993年前与光化学烟雾有关,但在1993年后则同时受光化学烟雾和与硫酸盐粒子有关的气溶胶烟雾的共同影响.     

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...     

鼎湖山地面臭氧、氮氧化物变化特征的分析

给出了１９９６年夏季在广东肇庆鼎湖山自然保护区对太阳紫外Ｂ辐射、地面臭氧、ＮＯ、ＮＯ２浓度的观测结果，对影响地面臭氧、ＮＯ、ＮＯ２的主要因子进行了分析，并得到了较好的结果．晴天条件下，地面臭氧浓度、ＮＯ、ＮＯ２浓度有明显的日变化；阴天条件下，地面臭氧浓度、ＮＯ、ＮＯ２浓度的日变化要复杂一些．晴天和阴天条件下，ＵＶＢ因子与ｑ１、ｑ２、ｑ３、ｑ４之间存在着很好的相关关系，其关系式为ｌｎ（ＱＵＶＢ／ｍ）＝ａ１ｑ１＋ａ２ｑ２＋ａ３ｑ３＋ａ４ｑ４＋ａ０．说明大气中的光化学反应是决定地面臭氧浓度、ＮＯ、ＮＯ２浓度变化规律的主要原因．     

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.     

鼎湖山臭氧、氮氧化物和太阳可见光辐射相互关系的研究

给出了１９９６年了在广东肇庆鼎湖山自然保护区对太阳可见光 段辐射，地面臭氧、ＮＯ、ＮＯ２浓度的观测结果，对影响地面臭氧、ＮＯ、ＮＯ２的主要因子进行了分析，并得到了较好的结果，晴天条件下，地面臭氧浓度、ＮＯ、ＮＯ２浓度有明显的日变化；阴天条件下，地面臭氧浓度、ＮＯ、ＮＯ２浓度的日变化要复杂一些。     

光化学烟雾模拟实验系统

为开展光化学污染成因的敏感性分析,设计和建立了目前国内唯一的大型光化学烟雾模拟实验系统．该系统主要包括烟雾箱系统、空气充填置换系统、采样测试系统和记录显示控制系统等4个分系统．与国内外同类型实验系统相比,该系统具有烟雾箱在实验过程中受光均匀、换气系统快捷、效率高以及可实现两箱对比实验等特色．利用实验系统开展了光化学污染过程的模拟实验,得到了典型的污染特征．进行了同等条件的两箱对比实验,实验结果完全一致,表明该实验系统能够开展基于对比实验的敏感性分析研究,从而为进一步针对北京实际开展光化学污染的模拟研究奠定了良好的基础．