中国东部地区的O3 污染形成机制及趋势的初步探讨

本文探讨了中国地区在高气溶胶污染下臭氧形成的问题。过去对臭氧污染的讨论主要集中在臭氧前提物（NO_x, CO和VOCs）的讨论。并根据其各自的排放量研究臭氧形成在本地区是由NO_x 还是VOCs控制的。然而,在中国高气溶胶频发的条件下,太阳辐射被强烈压抑,极大减少了臭氧形成的光化学过程。因此本文建议,除去臭氧形成的NO_x及VOCs控制条件,还应有一个太阳光子控制条件。而中国由于高气溶胶污染,目前臭氧的形成应是受太阳光子控制条件的影响。因此压抑了臭氧的形成。然而,随着气溶胶污染的治理和改善,光化学活动的增强,臭氧污染会成为中国将来的严重问题,应加以重视。     

珠海市不同前体物削减比例对臭氧的影响

基于2014年10月的气象场与排放源数据,使用三维空气质量模型,通过设置40种不同的区域NOx与VOCs减排情景,模拟了不同减排情景下珠海不同点位的臭氧浓度变化。总体而言,珠海市不同点位的臭氧与区域前体物减排的关系存在一定差别,表明珠海臭氧污染是区域性问题,但不同点位的臭氧对前体物排放的敏感性存在差别,东面的站点需要更大的削减量才能达到与西部站点相同的臭氧浓度下降率。VOCs∶NOx削减比率越大,珠海市臭氧浓度越容易下降。因此,要控制珠海的臭氧污染,应加大对珠三角区域VOCs的控制。     

南京夏季市区VOCs特征及O3生成潜势的相关性分析

挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是大气中光化学污染臭氧(O3)的重要前体物,其在大气中的浓度水平直接影响着臭氧的污染特征.本研究运用大气挥发性有机物快速在线连续自动监测系统,于2013年8月对南京市区大气中98种VOCs进行观测,分析南京夏季VOCs体积分数水平及组成特征,分析臭氧及其前体物的变化,运用VOCs/NOx比值法研究南京臭氧生成敏感性控制因素.结果表明,夏季南京市区大气VOCs最高体积分数达200×10-9,平均体积分数为52.05×10-9,各物种体积分数大小为烷烃含氧有机物烯烃芳香烃;臭氧平均质量浓度76.5μg·m-3,小时质量浓度超标率为5.9%.臭氧质量浓度高值期,其前体物VOCs与NOx变化趋势基本一致,并与O3变化呈明显的反相关;不同臭氧质量浓度阶段,同种类的VOCs体积分数也存在一定的差异;夏季南京市区的臭氧生成对VOCs较敏感,属于VOCs控制区.     

上海市光化学污染期间挥发性有机物的组成特征及其对臭氧生成的影响研究

光化学污染导致的高浓度臭氧(O3)是上海面临的重要大气污染问题.本研究分别选取了市区(徐汇)、城郊(青浦)和郊区(南汇)3个典型地区在夏季光化学污染易发季节开展了O3及其前体物挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NOx)的观测,结合光化学箱模型研究探讨了O3生成的主控污染物.研究表明,不同地区O3污染呈现较强的同步性,日最大浓度也比较接近;但南汇郊区由于受机动车排放影响较小,NOx浓度显著低于其他两个地区,导致该地区O3浓度日变化曲线相对平缓,夜间O3浓度也维持在较高水平.大气VOCs浓度较高时,往往伴随高浓度的O3;3个地区VOCs浓度和组成差异明显,就VOCs浓度而言,徐汇青浦南汇;浓度贡献最主要的物种为甲苯、C2~C3的烷烃和烯烃、丙酮以及辛烷;而C7~C10芳香烃、C3~C4的烯烃、异戊二烯以及乙醛是上海大气臭氧生成潜势贡献最大的VOCs类物质.3个地区O3的生成主要受人为排放的二甲苯类和C3~C4烯烃类物质控制;对于徐汇,只控制NOx会导致O3浓度升高,而南汇郊区O3的生成对NOx排放不敏感.     

深圳地区臭氧污染来源的敏感性分析

利用美国EPA开发的区域多尺度空气质量模式CMAQ对2008年8月发生在深圳地区的臭氧污染过程进行模拟,运用源敏感性识别工具DDM-3D分析深圳本地排放源及周边地区排放源对深圳地区臭氧污染形成的敏感性.研究表明,VOCs人为源排放对深圳臭氧形成敏感度高,控制深圳臭氧污染的关键在于控制VOCs人为源排放,控制重点应放在化学品/橡胶/塑胶、印刷、电子产品制造、家具、玩具、制鞋、建筑涂料使用、家用溶剂等方面;深圳的臭氧污染具有区域特征,在不利天气条件下,需与周边城市协调控制才能达到8h平均浓度120μg/m3的目标.     

“十三五”挥发性有机物污染防治的思路与途径

正近年来我国挥发性有机物(VOCs)排放量仍呈增长趋势,对大气环境影响日益突出。本文提出"十三五"应确立基于质量改善的VOCs污染防治思路,强化臭氧(O_3)污染严重的重点地区VOCs减排,突出抓好O_3生成潜势大的VOCs组分及其排放重点行业的控制,实施VOCs与NOx协同减排,强化VOCs新增排放量控制,针对工业源、交通源、生活源制定差异化的VOCs减排技术路线,同时着力提升VOCs污染防治     

上海地区光化学污染中气溶胶特征研究

利用上海地区2011~2013年9个大气成分及气象观测站点臭氧(O3)、颗粒物(PM1、PM2.5、PM10)、气溶胶粒子谱观测资料以及气象数据,分析了上海不同功能区臭氧超标时的频率分布及各类污染物浓度特征.结果表明,上海地区夏季光化学污染严重,周边城区臭氧污染要明显高于中心城区,不同功能区污染情况差异较大,金山化工区和崇明生态岛光化学污染较为严重.通过分析光化学污染前后气溶胶变化特征可知,当出现光化学污染时,各站气溶胶浓度明显升高,特别是PM1浓度增加显著,且PM1/PM2.5比未出现臭氧污染时的比例明显升高.表明随着光化学反应的增强,二次气溶胶生成明显增多.因此可将PM1作为光化学污染的判定指标之一.     

天津市郊夏季的臭氧变化特征及其前体物VOCs的来源解析

本文利用天津市南开大学津南校区大气环境综合观测站的臭氧及其前体物(VOCs 和NOx)、气象参数等在线监测仪器,获取了 2018 年夏季(6～8 月)小时分辨率的数据信息;分析臭氧及其前体物的相互关系及变化特征;根据光化学年龄计算出VOCs的初始浓度对其日间(06:00～24:00)VOCs体积分数的光化学损耗进行修正...     

小百科:挥发性有机物(VOCs)

<正>以PM2.5为代表的细颗粒物和臭氧等空气污染物已经成为人们关注的焦点,但很多人不知道,在PM2.5和臭氧形成之前,还有一个重要的前体物——VOCs(挥发性有机物)。挥发性有机物是指在20℃条件下蒸气压大于或等于10Pa,或者特定适用条件下具有相应挥发性的全部有机化合物(不包括甲烷),简称VOCs,是城市灰霾和光化学污染的重要来源。其在阳光照射下可与氮氧化物     

南京地区光化学污染特征及其变化趋势研究

以高浓度臭氧为主要特征的光化学污染是城市地区主要的大气污染问题之一。利用WRF-CALGRID空气质量模式系统模拟南京地区的光化学污染特征,结果显示前体物的浓度分布与污染物排放的情况较吻合,臭氧的高值区主要分布在城市的下风方向、源区浓度较低,白天臭氧的浓度普遍大于日平均浓度。利用WRF-CALGRID模拟减少35%前体物排放后臭氧浓度的变化,结果显示前体物浓度减小幅度与35%相差不大,减少NOx时臭氧增加、减少VOC时臭氧减少,说明南京城市区域多为VOC控制区;进一步通过光化产物指示因子分析,结果显示南京地区的指示因子数值小于敏感性过渡值,控制臭氧浓度要控制VOC的排放。利用WRF-CALGRID模拟未来气温增加条件下臭氧的变化,结果显示南京大部分地区浓度将增高1×10-9以上。城市光化学污染问题不容忽视。     

我国城市臭氧污染防治现状研究综述

中国知网数据库中关于“臭氧污染”文献综述表明,我国城市臭氧污染整体形势较为严峻,且区域化特征明显。以京津冀及周边区域、长三角区域和珠三角区域的城市群为代表的北部、东部地区臭氧污染较为严重。中西部地区城市的臭氧污染状况整体较轻,但是部分地区和城市受地形和气象条件的影响,也出现过严重的臭氧污染。因此,不断完善臭氧监测体系,针对性加强臭氧前体物NOx和VOCs的协同控制,建立科学、合理、完善的臭氧治理体系是十分必要的。     

粤东北地区臭氧与前体物关系

选取梅州为粤东北地区代表城市,使用高阶去耦合直接法(High-order Decoupled Direct Method,HDDM)开展臭氧与前体物关系研究。一阶敏感性系数表明,在夏季,减少省外VOCs或NOx排放对梅州的臭氧污染控制都有利,梅州本地VOC排放的减少有利于降低臭氧浓度,但NOx的减排反而会加重臭氧污染水平,而省内其它城市排放的变化在大部分时候对梅州影响轻微。秋季,梅州本地的排放对梅州的臭氧影响最大,其次是外省的排放,广东省其它城市的影响轻微,减少省外或梅州市本地VOCs排放对梅州的臭氧污染控制都有利,省外NOx排放的减少在个别时候有利于降低臭氧浓度,个别时候会加重梅州臭氧污染,但梅州本地NOx的减排会加重臭氧污染水平。考虑二阶敏感性系数的臭氧与前体物排放变化曲线表明,粤东北地区的臭氧与外省前体物的排放或广东省其它城市前体物的排放呈现出高度的非线性关系。而梅州本地臭氧前体物的排放变化与臭氧浓度变化的关系较为线性。建议粤东北地区尽可能减少本地排放的VOCs以减轻臭氧的污染水平。     

日本VOCs排放控制管理及其经验借鉴

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是臭氧和二次有机气溶胶的重要前体物,控制VOCs排放将有效改善大气环境质量,有助于减少灰霾和光化学烟雾的发生。日本是亚洲较早开展VOCs管理的国家,自本世纪初相继出台了一系列VOCs控制政策和排放标准,构建了完善的管控体系;同时,设立了明确的减排目标,且最大限度鼓励企业自主减排。中国VOCs排放控制起步较晚,应充分借鉴国际经验,完善VOCs污染防治政策法规,加快建立排放标准和排放清单,构建统一VOCs申报和管理平台,鼓励企业自主减排,推动重点行业试点示范。     

重庆大气中臭氧浓度变化及其前体物的相关性分析

臭氧是城市光化学烟雾的主要成分,同时也是重要的温室气体,因此臭氧污染已经成为城市空气质量的重要因素。利用近几年臭氧连续监测的数据,对臭氧的浓度变化特征进行了分析,并且对臭氧前体物（NOx、NOy、VOCs等）和气象因素作了相关性分析。结果表示臭氧浓度呈典型的季节性变化趋势,并且小时值变化出现明显的日变化规律,与太阳辐射强度成正相关;另外VOCs（挥发性有机物）与臭氧的变化规律基本一致,同时与NOx、NOy的浓度变化趋势存在较好的负相关性。     

温岭市臭氧浓度的控制区类型研究及其应用

二次产物浓度比值法是判断臭氧(O3)控制区的主要方法,目前仍存在条件限制和方法缺陷。根据氮氧化物(NOx)与O3、NOx与二氧化氮(NO2)间浓度的相关性,提出可采用O3和NO2间的浓度关系来确定O3浓度控制区类型(NO2控制区和挥发性有机物VOCs控制区)。通过2016年1月之后550多天的监测数据分析,无论是臭氧O3浓度高值区还是低值区,在绝大多数观察日的大多时段,O3浓度和NO2浓度均存在非线性反比关系,温岭市臭氧O3浓度总体上处于VOCs控制区中。本研究成果还可运用于自动监测站异常数据判断、臭氧数据合理性分析及其污染控制。     

广州市臭氧污染溯源:基于拉格朗日光化学轨迹模型的案例分析

分析了2018年10月初广州市一次为期6 d的臭氧污染事件,利用拉格朗日光化学轨迹模型对广州市的臭氧污染进行了溯源分析,量化了不同区域对臭氧污染的贡献,评估了重点排放区域不同行业和不同前体物减排对臭氧污染控制的效果.结果表明,本次污染事件期间,日最大8 h臭氧均值均超过160 μg·m^-3,最高达271 μg·m^-3,氮氧化物（NO_x）和挥发性有机物（VOCs）的平均浓度为（77.7±42.8）μg·m^-3和（71.9±56.2）μg·m^-3.芳香烃和烯烃是主要的VOCs反应活性物种,分别贡献了38%和30%的·OH反应活性以及51%和16%的臭氧生成潜势.本次臭氧污染事件主要受3类气团输送影响,3类气团中的高排放区域分别为广东省外、广东省内和广州市本地,在高排放区域中臭氧生成均受VOCs控制.途经区域前体物减排的敏感性分析表明,减排VOCs对于降低臭氧浓度的效果优于减排NO_x.在100%减排情况下控制高排放区域的交通源排放对广州市臭氧控制的效果（臭氧降低14.6%~21.0%）高于控制工业（8.4%~15.3%）、电厂（0.9%~6.2%）和民用源（2.3%~4.7%）的排放,但单独控制交通源在小于90%减排比例下对臭氧污染控制的效果并不显著（<10%）.此外,珠江三角洲地区的生物源排放也对臭氧生成有重要贡献,在模型中关闭生物源排放后,广州市臭氧浓度降低6%~19%.本研究证实了拉格朗日光化学轨迹模型在区域臭氧污染溯源的应用效果,并为广州市臭氧污染的区域协同控制提供了对策建议.     

上海夏季臭氧生成机制时空变化特征及其影响因素研究

上海的臭氧污染呈逐年加重的趋势,深入了解臭氧的生成机制及其时空变化特征是采取科学有效防控措施的前提条件.本研究应用长三角地区最新的臭氧前体物排放清单和本地化WRF/Modified SMOKE/CMAQ数值模型系统,对2017年8月1—9日上海市一次持续性臭氧污染事件进行了模拟研究.同时,在重现臭氧浓度变化趋势的基础上,针对一系列前体物防控措施及其对臭氧峰值浓度的影响开展了敏感性实验,建立了上海夏季臭氧污染爆发时段各区域臭氧及其前体物的非线性响应关系.研究表明,此次臭氧污染事件中上海市臭氧污染机制具有显著的时空变化特征,时间方面,上海市整体臭氧生成机制由NO_x控制经过渡区转变为VOCs控制;空间方面,上海北部及西部多处于NO_x控制,南部为过渡区,中部及东部则以VOCs控制为主,且大尺度环流是导致其时空变化的主要原因.当上海受大陆低压控制盛行偏南风时,区域传输以VOCs为主,臭氧的防控应侧重于NO_x减排;当上海受副高边缘控制主要吹偏北风时,区域传输以NO_x为主,臭氧的防控应侧重于VOCs减排;当上海受弱高压脊控制背景风微弱,区域传输不显著时,臭氧防控的重点应以VOCs和NO_x协同控制为主.在目前的预报技术下,大尺度环流特征通常可以提前48～72 h进行准确预报,因此,可以根据大尺度环流预报结果及时调整本地防控策略,以达到在不同污染特征下臭氧削峰的最大化效果.     

甲醇汽车的费用—效益

1989年布什总统提出,由于严重的臭氧问题,可在一些城市使用可供选择的汽油代用品,颁布了一项以甲醇代替汽油的命令。由此对甲醇汽车减少排放物的效益和燃料费用引起了争议。由《未来资源》(RFF)指导的一项新近完成的研究提出,使用甲醇汽车司能比减少臭氧的某些其它对策花费要少一些。美国很多城市不能达到国家环境大气质量标准,促使制定政策的人对某些污染物制定新的史为严格的管理。其中之一是城市烟雾中的主要成份臭氧,它是一种特别难控制的污染物,因为它不是排放出来的,而是在大气中由活性碳氢化合物(或挥发性有机化合物VOCs)与氮氧化物NOx在阳光下混合而形成的。作为VOCs和NOx的主要来源—城市地区VOCs排放约占40％,NOx排放约占     

基于化学损耗矫正的青岛胶州市环境VOCs来源解析

臭氧已成为影响我国环境空气质量的重要污染物之一,准确解析环境臭氧及其前体物VOCs的关键源类及其贡献对于有效防控臭氧污染具有重要作用.因此,利用光化学年龄参数方法估算了青岛胶州市2021年1月1日至2月28日在线VOCs监测数据的初始浓度,矫正环境VOCs物种的光化学损耗;并利用正定矩阵因子分解(PMF)和臭氧生成潜势(OFP)模型进行了环境VOCs及其OFP来源解析研究,以期为青岛市环境臭氧污染的防控提供数据支撑.结果表明,研究期间青岛市环境ρ(TVOCs)和OFP的平均值分别为65.9μg·m^-3和176.7μg·m^-3;其中丙烷浓度(12.4μg·m^-3)和占比(18.9%)最高,而间/对-二甲苯的OFP(24.6μg·m^-3)及占比(13.9%)最高.研究期间TVOCs的初始浓度为153.1μg·m^-3,其光化学损耗率达到63.8%.烯烃是光化学损耗率(92.1%)最高的VOCs物种,其中异戊二烯的光化学损耗率达到98.6%,明显高于其它VOCs物种.基于初始浓度的来源...     

东莞市VOCs和NOx对臭氧生成的影响分析

臭氧是城市大气污染的关键二次污染物,其变化规律与VOCs和NOx等前体物和气象条件关系密切。本论文利用东莞市中心区地面臭氧、VOCs和NOx以及气象条件的数据,通过EKMA特征曲线的VOCs/NOx比值法对臭氧生成的敏感区进行研究,分析了VOCs和NOx对臭氧生成的影响,发现苯乙烯、C9和C8芳香烃与臭氧生成相关程度较高。