探讨城市臭氧及前体物变化规律的研究过程

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1、探讨城市臭氧及前体物变化规律的研究过程材料工程论文之探讨城市臭氧及前体物变化规律的研究过程的论文由代写工程提供整理，对臭氧的变化规律，以期为大气污染防控提供依据。近年来，随着上海城市发展与机动车保有量增加，大气光化学污染日趋严重，尤其在夏季，高温强辐射的气象条件促进了近地臭氧的生成J。尽管国内外学者就臭氧的变化规律开展了诸多研究，但针对江浙沪地区长时间连续的臭氧观测研究仍然比较薄弱。2010年1～12月，通过在线观测手段，在上海城区内测量了臭氧及其前体物的浓度，分析近地臭氧与其前体物的季节变化，探讨了臭氧浓度与大气氧化性(OX)和NO光解速率之间的关系，进一步了解城市光化学污染的变化特征

2、，以期为大气污染防控提供依据。1采样设备及采样方案1．1采样地点观测地点位于上海市环境科学院内采样点距离地面约15m，周围是商业、居民混合区，2km范围内无明显大气污染源，周围无建筑物遮挡，观测数据在一定程度上代表上海城区大气污染水平。1．2数据采集用EC9811O监测仪进行监测，其原理是利用O分子对紫外光吸收的特性，通过紫外分光光度计测量气体样品中臭氧的浓度。其检测量程为0～20ppm，最低检测限为o．5ppb，采样流速为0．5L／arin。NO、NO、NO用42CTL高精度化学发光NONO一NO分析仪测量(美国)，其原理基于NO与O，的化学发光反应产生激发态的NO：分子，当激发态的N

3、O分子返回基态时发出一定波长的光，所发出光的强度与NO的浓度呈线性正相关。检测NO时先将NO通过铝转换器转换成NO，然后再通过化学发光反应进行定量分析。VOCs的采样用Airmozone挥发性有机物(VOCs)分析仪，其工作原理是利用GCFID(气相色谱一火焰离子检测法)在线分析c2～C12的VOCs。为确保监测数据的准确可靠，采样过程按环境监测规范要求采取了相应的质控措施，包括定期对仪器进行校准和数据有效性判定等。2结果与讨论2．1O的时间变化特征图1为2010年1～12月观测的0体积分数15O一毒㈣蘑鍪50。0的小时变化情况。可见1月至5月初，0浓度几乎都保持在75ppbv以下，符合

4、国家一级标准；而自5月中下旬起，0浓度开始大幅上升，以日最大值平均值衡量，上升幅度达到了31．42％；8月下旬0浓度开始下降，降幅为27．96％。参照国家《环境空气质量标准》(GB30951996)二级标准(93ppbv)，观测期间得到总超标天数为13天，超标率为3．56％。最大小时浓度出现在6月23日下午13：00，达到126．3ppbv，超标幅度接近36％：从四季OX变化曲线(图8)可以看出，冬季大气氧化程度较低，且日变化平缓。3月开始，OX整体浓度逐步上升，Et变化波动幅度增大，且随0贡献增加，单峰形日变化特征越加明显，在14：0o左右达到Et最大值，造成大气的强氧化性。对OX的贡

5、献中，秋冬季NO占主导，春夏季0，占主导；清晨夜间OX主要以NO：为主，白天尤其是正午前后0，起主要作用。同样，在一定程度上，表征大气氧化能力的NO／NO与OX整体浓度水平及变化趋势基本一致。三量越艇图8NO：、O、O与NO：／NO浓度的四季日变化NO、NO和0，近似处于光化学平衡态，即满足下式：一生『NO，1一式中，为NO的光解速率，与太阳辐射强度有关；K。为反应速率，是温度的函数：K=3．23exp(一1430／T)(6)表2列出了各月NO，光解速率的统计特征。由表2可以看到，全年光解速率的平均值为0．12／arin，其中6月最大而2月最小，与0浓度季节变化规律相一致。表2各月NO的

6、光解速率2．4O高污染时段分析观测期间，6月22～24日是典型的0高污染过程。如图9所示，6月23日之前，NO浓度一直保持在较高水平，6月22日傍晚时段0前体物NO开始大量产生并于晚间时段进一步累积，为次日0的形成提供充足的前体物条件。6月23日，随温度日照浓度迅速上升，并于下午13：00达到最大值(126．3ppbv)，超过国家二级标准约36％。与此同时，可以看到表征大气氧化性的OX，NO：／NO比值在该时间段内保持较高水平，NO光解速率也同步上升。3结论(1)2010年1～12月，上海地区0总超标天数为13天，超标率为3．56％。最大小时浓度出现在6月23日下午13：00，达到126

7、．3ppbv，超标幅度接近36％。O浓度变化呈现明显的秋冬低、春夏高的季节变化，且春末初夏的增幅远大于其他时间。这主要是由辐射气温等气象条件的季z互一邑0N／z等：上海臭氧及前体物变化特征与相关性研究下，维持在较高浓度水平，直至次日凌晨扩散条时间时间转好，浓度随之降低。图5NO、NO、NO与o，浓度的四季日变化图6给出了1月、4月、7月和10月NO及TVOC关于0，浓度的相关关系，NO与0，的相关系数依次为0．507、0．477、0