亞硝酸(HONO)是大氣中一種重要的痕量氣體,作為OH自由基的重要來(lái)源,HONO的濃度水平直接影響大氣的氧化能力,進(jìn)一步改變大氣組成和區(qū)域空氣質(zhì)量。目前關(guān)于HONO的來(lái)源認(rèn)識(shí)仍不是很清楚,一些外場(chǎng)觀測(cè)和模擬研究均認(rèn)為晝間存在強(qiáng)烈的HONO未知來(lái)源,而這些未知來(lái)源的確定和形成機(jī)制仍然存在諸多不確定性。華北平原地區(qū)是我國(guó)光化學(xué)污染和霧霾頻發(fā)區(qū),大氣中存在高濃度的臭氧(O3),氮氧化物(NOx)和顆粒物,有利于對(duì)HONO的潛在來(lái)源進(jìn)行研究。為此,本文選擇在華北平原典型污染城市濟(jì)南市開(kāi)展了為期一年的HONO連續(xù)外場(chǎng)觀測(cè),自2015年9月1日起,至2016年8月31日止。在此期間,濟(jì)南市歷經(jīng)冬季霧霾、春季沙塵暴以及秋季光化學(xué)污染,本文詳細(xì)分析了不同環(huán)境下大氣亞硝酸的污染特征和收支平衡。本研究利用長(zhǎng)光程吸收光譜儀(LOPAP)在線測(cè)量大氣中的亞硝酸濃度,并同步測(cè)量其它相關(guān)污染氣體、氣溶膠及氣象參數(shù)。觀測(cè)發(fā)現(xiàn)濟(jì)南市大氣中存在著高濃度的HONO,觀測(cè)期間HONO的平均濃度(±SD)為1.15±1.07ppbv,晝間(06:00-18:00)平均濃度為0.99±0.95ppbv,夜間(18:00-06:00)平均濃度為1.29±1.16ppbv。HONO呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化與日變化趨勢(shì),分別在冬季和清晨濃度最高。觀測(cè)期間經(jīng)常觀測(cè)到很高濃度(如5 ppbv)的HONO,最大值為8.36 ppbv�；诒菊军c(diǎn)選取的新鮮排放煙羽,分析了機(jī)動(dòng)車排放因子,結(jié)果表明機(jī)動(dòng)車排放是大氣中HONO的一個(gè)重要來(lái)源。分析HONO收支平衡時(shí)不可忽略機(jī)動(dòng)車排放的貢獻(xiàn),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選出11個(gè)案例,統(tǒng)計(jì)車輛排放因子HONO/NOx范圍為0.29%-0.87%,平均值為0.53%±0.02%。由此值計(jì)算出冬季車輛排放對(duì)夜間HONO濃度的貢獻(xiàn)最大,高達(dá)21%。通過(guò)選取夜間穩(wěn)定氣象條件下HONO濃度增長(zhǎng)的個(gè)例,本研究較全面地計(jì)算了夜間HONO的非均相生成源強(qiáng)。統(tǒng)計(jì)了夜間的107個(gè)案例,得到N02生成HONO的轉(zhuǎn)化率(khet)為0.0068±0.0045 h-1,NO2在濕表面上的攝取系數(shù)為1.40±2.4×10-6.通過(guò)khet與氣溶膠表面積的相關(guān)性分析,夜間HONO更可能來(lái)源于NO2在地表面的非均相反應(yīng),由外場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出平均每4個(gè)沉降到地表面的NO2分子釋放出1個(gè)HONO分子�；谟^測(cè)資料及以上計(jì)算結(jié)果,運(yùn)用收支計(jì)算法評(píng)估晝間HONO的未知源強(qiáng)。根據(jù)觀測(cè)數(shù)值的整體性與可用性,計(jì)算夏季晝間正午時(shí)分(11:00-14:00)HONO未知源強(qiáng)Punknown為2.95ppbh-1,平均占總HONO濃度80%以上,是NO和OH氣相反應(yīng)源的7倍多,為晝間HONO的主要來(lái)源。通過(guò)Punknown與NO2,,氣溶膠比表面積的相關(guān)性來(lái)探討未知源可能的生成途徑,結(jié)果表明在夏季,光誘導(dǎo)在地表面上的非均相反應(yīng)在晝間HONO生成中占重要作用。本研究分析了秋、夏季HONO光解和03光解對(duì)OH自由基的貢獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)夏季HONO的OH凈生成率為1.88 ppb/h,秋季為0.78 ppb/h,均是對(duì)應(yīng)季節(jié)O3光解產(chǎn)生OH值的2.4倍。而且HONO不僅在清晨,正午時(shí)分對(duì)OH的貢獻(xiàn)也很大,表明HONO對(duì)濟(jì)南市的大氣氧化能力的重要作用。本研究連續(xù)一年的觀測(cè),為分析HONO來(lái)源提供了大量的案例,對(duì)HONO的污染特征(包括濃度水平、季節(jié)變化及日變化等)、機(jī)動(dòng)車排放因子、夜間非均相轉(zhuǎn)化、晝間HONO未知源強(qiáng)及HONO對(duì)OH貢獻(xiàn)等進(jìn)行較為系統(tǒng)的分析,進(jìn)一步豐富了對(duì)HONO未知源的認(rèn)識(shí),揭示了 HONO在華北平原光化學(xué)中的重要作用,為后續(xù)研究提供借鑒和資料,結(jié)果可為空氣質(zhì)量模型的改進(jìn)、如光化學(xué)煙霧和霧霾的區(qū)域環(huán)境問(wèn)題的控制提供理論借鑒和數(shù)據(jù)支持。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X51;X831
【部分圖文】：

尋找ＨＯＮＯ的未知來(lái)源是當(dāng)前大氣化學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，也是該領(lǐng)域的難逡逑點(diǎn)之一。目前已報(bào)道了邋５種ＨＯＮＯ產(chǎn)生途徑：直接排放，均相反應(yīng)，非均相反逡逑應(yīng)，表面光解及生物過(guò)程。ＨＯＮＯ主要的源與匯如圖１－１所示。逡逑不邋ｚ邐、逡逑——－￣＞Ｎ0７＼逡逑~|１邋？．，一、—邐ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ逡逑ｈｏｎｏ邋ｍ逡逑ｔ邋晷逡逑Ｈｕｍａｎ邐Ｇｒｏｕｎｄ逡逑Ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ逡逑圖１－１大氣中ＨＯＮＯ的主要生成途徑逡逑１．２．１邋ＨＯＮＯ的直接排放逡逑在氮氧化物的燃燒過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有產(chǎn)物ＨＯＮＯ的存在。自Ｐｉｔｔｓ等Ｗ在１９８４逡逑年對(duì)機(jī)動(dòng)車的ＨＯＮＯ排放研究開(kāi)始，針對(duì)不同燃燒源，如生物質(zhì)燃燒，車輛排逡逑放，家庭采暖和工業(yè)燃燒等開(kāi)展了相似的研究，但定量ＨＯＮＯ的直接排放主要逡逑集中在量化車輛尾氣的貢獻(xiàn)，用ＨＯＮＯ／ＮＯｘ表征新鮮排放氣團(tuán)中ＨＯＮＯ的排放逡逑系數(shù)。機(jī)動(dòng)車的類型及其運(yùn)行狀態(tài)、使用的燃料類型和是否配有催化轉(zhuǎn)換器等對(duì)逡逑ＨＯＮＯ的排放影響較大，徐政總結(jié)了不同的發(fā)動(dòng)機(jī)類型排氣中觀測(cè)到的ＨＯＮＯ逡逑汽車排放因子（ＨＯＮＯ／ＮＯｘ）（表１－１）邋［９］。逡逑柴油汽車或重型卡車會(huì)排放更多的ＨＯＮＯ和ＮＯｘ；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低、冷機(jī)運(yùn)逡逑行以及催化劑老化等都會(huì)增加尾氣ＨＯＮＯ的排放；裝載汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的車要比配逡逑備催化器的車排放更多的ＨＯＮＯ和ＮＯ。文獻(xiàn)報(bào)道了變化很大的ＨＯＮＯ／ＮＯｘ，逡逑２逡逑

圖１－３邋ＷＤ／ＩＣ結(jié)構(gòu)示例［４７］逡逑１．３．２．２高效液相色譜法（ＨＰＬＣ）逡逑ＨＰＬＣ／ＵＶ系統(tǒng)的測(cè)量原理如圖１－４所示。氣體與緩沖液分別從兩端泵入螺逡逑旋管，ＨＯＮＯ被螺旋管內(nèi)壁的液膜吸收。接著，含有ＨＯＮＯ的吸收液與磺胺（ＳＡ）逡逑８逡逑

ＳＯＬＵＴＩＯＮ邋ＯＵＴ邐ＳＤＬｉｍＯＮ邋ＩＮ逡逑圖１－３邋ＷＤ／ＩＣ結(jié)構(gòu)示例［４７］逡逑１．３．２．２高效液相色譜法（ＨＰＬＣ）逡逑ＨＰＬＣ／ＵＶ系統(tǒng)的測(cè)量原理如圖１－４所示。氣體與緩沖液分別從兩端泵入螺逡逑旋管，ＨＯＮＯ被螺旋管內(nèi)壁的液膜吸收。接著，含有ＨＯＮＯ的吸收液與磺胺（ＳＡ）逡逑８逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號(hào)：2811191