北京近交通主干线地区的臭氧生成效率

2004年9月27日至10月4日一冷锋系统途径北京并带来了大风和降水天气，为了解冷锋过境前后北京近交通主干线地区臭氧生成效率的变化，利用此期间北京外场观测资料和箱模式计算了臭氧生成率及生成效率．结果表明，臭氧生成率可由观测结果进行求算，表达式为Q·∑Zi·Ki·[VOCi]／KOH＋NO2·[NO2],臭氧生成效率（OPE）变化范围为1．5～6．0，均值约为3．0，冷锋系统过境前、后OPE变化不显著．削减近交通主干线地区的VOCs排放量能有效降低该地的臭氧浓度．

二次放电重叠效应对臭氧生成效率的影响

分析了二次放电重叠效应对臭氧生成效率的影响机制，建立了旋转放电理论模型，导出了臭氧生成效率理论公式并和实验结果进行了比较。

北京市郊区夏季臭氧重污染特征及生成效率

为研究北京郊区夏季O_3(臭氧)重污染过程特征及O_3生成的光化学敏感性,基于2016年夏季在北京郊区开展的针对O_3及其相关污染物的强化观测试验(7月23日—8月31日,共计40 d),分析了观测期间O_3浓度[以φ(O_3)计]变化特征、O_3重污染过程主控因素与O_3敏感性化学特征.结果表明:观测期间φ(O_3)超标时有发生,最大小时φ(O_3)为151.1×10^(-9),其中有15 d的φ(O_3)最大8 h滑动平均值(O_3-max-8h)超过了GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值,占观测天数的37.5%;不同O_3重污染过程成因有所不同,城市烟羽传输的污染物对郊区O_3重污染过程影响显著(观测期间臭氧重污染过程:过程1,7月27—29日;过程3,8月9—11日;过程4,8月16日;过程5,8月21—24日),区域光化学污染对郊区O_3重污染过程也有贡献(观测期间O_3重污染过程2:8月4—6日);结合后向气流轨迹进一步辅助说明了不同重污染过程中O_3的来源不同.研究还发现,观测区域存在反"周末效应"现象,说明观测区域周末受人为影响较为明显;基于观测数据计算的OPE(O_3生成效率)分析了O_3光化学敏感性表明,在有OPE值的22 d内NO_x控制区和VOCs控制区出现的概率(41%)相等,即观测区域O_3对NO_x和VOCs均敏感;此外还发现,在O_3重污染过程中光化学敏感性会随其反应进程发生改变,由NO_x控制区逐渐转变为VOCs控制区.

臭氧生成效率的理论估算

本文根据臭氧生成的反应过程及气体分子碰撞理论，利用统计观点做出了臭氧生成效率的理论估算。现有臭氧发生机的和生成效率远远低于这一估算值。因此，在具体技术上解决一些关键难题，必将能研制出低能耗、高效率的臭氧发生机。

长江三角洲地区臭氧生成过程分析

建立了二维空气质量模式模拟长江三角洲地区臭氧体积分数,模拟结果和实测值吻合较好。并以常熟地区为例分析了臭氧生成过程。结果表明:干沉降对大气臭氧有明显的去除作用,平均为2 1μL (m3·h);水平输送过程对臭氧的影响和化学臭氧生成速率P(O3)具有明显的日变化特征;总体来说,水平输送对臭氧有净的去除,平均为1 9μL (m3·h);化学生成过程则增加臭氧体积分数,净生成速率为5 3μL (m3·h),表明该地区大气有较强的氧化性;计算了该地区的臭氧生成效率,结果表明1分子NOx从排放到去除期间可以生成7 5分子O3。

人造石制造业VOCs污染特征及臭氧生成潜势分析

为了研究人造石制造业挥发性有机物(VOCs)污染特征、臭氧生成潜在影响以及治理水平,课题组选取广东省16家典型人造石制造企业,在关键VOCs产生工序和治理设施设置监测点。结果表明,人造石制造业产生的VOCs以芳香烃(79.0%)、含氧挥发性有机物(13.3%)、卤代烃(5.4%)、烷烃(1.5%)和烯烃(0.7%)为主,VOCs总浓度为(20.63±33.20)mg/m^(3)。苯乙烯是人造石制造业的特征污染物。其间采用最大增量反应活性法(MIR)估算了VOCs的臭氧生成潜势(OFP),均值为46.85 mg/m^(3),表明人造石制造企业对臭氧生成存在明显潜在影响。目前,人造石制造企业VOCs处理效果较差,典型企业治理效率介于-22.7%~35.7%。

臭氧生成效率(OPE)相关研究进展

大气光化学系统的非线性特征增加了O3控制的复杂性,因此各种有助于O3控制对策制定的指标研究备受关注,臭氧生成效率(OPE)就属于这样一种指标。对OPE相关的主要研究成果进行了综述,回顾了OPE定义及计算方法的演变,总结了OPE的空间和季节变化研究结果,分析、讨论了影响OPE的几个主要因素,指出了OPE研究中存在的问题和未来需要加强的方面。我国OPE研究非常缺乏,鉴于我国城市和区域O3污染形势,建议开展多点位、长时间的OPE观测研究,并结合模式研究深化对我国O3问题的认识,寻找有效的O3控制对策。

基于观测的臭氧污染研究方法

总结了国内外研究中常用的基于外场观测的臭氧污染成因分析方法。区域传输和本地生成的相对贡献以及臭氧与前体物的非线性关系是研究臭氧污染和制定控制对策的两个关键科学问题。基于对观测数据的分析,常见的量化区域传输和本地生成贡献的方法包括背景点测量法、TCEQ区域背景臭氧估算法和主成分分析区域背景臭氧估算法;用于诊断臭氧光化学生成机制的方法包括光化学指示剂比值法和基于观测的化学模型。本文对上述方法的原理和应用情况进行了总结,并对其优缺点和适用条件进行了评述,以期为环境监测资料的深入科学分析提供参考和借鉴。

上甸子本底站臭氧生成效率的观测研究

2008年3月26日～10月9日在北京上甸子大气本底站开展了O3、NOx、NOy、CO等气体的现场观测和VOCs采样观测.利用观测数据,首次取得该本底站臭氧生成效率(OPE),研究了OPE与NOx和VOCs的关系,探讨了HNO3干沉降对OPE的可能影响及订正方法.结果表明,观测期间逐日OPE值的变化范围为0.2～21.1,平均值为4.9±3.6;晴天的总体OPE值为4.3±1.5;OPE值随NOx浓度的变化基本符合抛物线关系,当NOx<14×10-9时,OPE随NOx的增加而增加;当NOx>14×10-9时,OPE随NOx的增加而减少;芳香烃和OVOCs与OPE存在密切的正相关关系.HNO3等NOx氧化产物的干沉降对计算的OPE有显著影响,导致计算结果偏高.利用北京市区和上甸子的NOy/CO值可以对观测期间的OPE值进行初步订正,但订正方法尚不够严谨,结果需要进一步验证.未订正的OPE计算值可认为是实际OPE的上限.

北京城区夏季O_3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Ox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NOx浓度之间为非线性关系,OPE值随NOx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.

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O_(3)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)、NOy和O_(3)等数据计算并分析了O_(3)生成效率(OPE)及O_(3)光化学敏感性的NO_(x)临界浓度.结果表明:①交通干线附近O_(3)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,O_(3)生成主要为VOCs控制;NO_(x)体积分数介于6×10^(-9)~11×10^(-9)时,O_(3)生成主要受VOCs与NO_(x)协同控制;NO_(x)体积分数<6×10^(-9)时,O_(3)生成主要为NO_(x)控制;③O_(3)生成敏感性存在日变化特征,10:00之前O_(3)生成主要受VOCs控制,10:00—11:00是O_(3)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O_(3)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O_(3)控制比例凸显.因此,石家庄O_(3)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.