本文關(guān)鍵詞：華南典型地區(qū)大氣反應(yīng)性氮氧化物的污染特征、來源及大氣轉(zhuǎn)化過程的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氮氧化物是大氣中重要的痕量氣體。它的主要來源包括化石燃料的燃燒,閃電和土壤排放。NO2可以直接影響人體健康,不僅如此,它可以通過大氣化學(xué)反應(yīng)形成臭氧改變大氣氧化性,導(dǎo)致光化學(xué)煙霧；還可以形成硝酸鹽顆粒物從而影響太陽輻射,降低大氣能見度并酸化降水。由于我國(guó)對(duì)氮氧化物的控制較晚,導(dǎo)致我國(guó)的大氣氮氧化物的濃度仍呈現(xiàn)出增長(zhǎng)的趨勢(shì),因此研究大氣氮氧化物在大氣中的化學(xué)行為對(duì)于大氣污染的控制具有重要的意義。本文通過對(duì)位于珠三角的香港地區(qū)氮氧化物的強(qiáng)化觀測(cè),有針對(duì)性的研究了廣泛使用的鉬爐法測(cè)量N02*在不同地區(qū)的表現(xiàn),并重點(diǎn)分析了觀測(cè)的NOz中的有機(jī)氮氧化物中的PAN以及無機(jī)氮氧化物中的HONO在大氣中的來源以及在大氣中的化學(xué)行為。準(zhǔn)確的測(cè)量大氣中的NO2的濃度對(duì)于研究氮氧化物對(duì)于大氣化學(xué)反應(yīng)具有重要的意義。然而普遍使用的鉬爐測(cè)量法會(huì)高估N02 (N02*)的濃度。在本文的研究當(dāng)中,我們利用更精確的,選擇性更高的NO2光學(xué)轉(zhuǎn)化器在四個(gè)污染程度不同的站點(diǎn)來評(píng)估鉬爐法測(cè)量NO2的誤差。結(jié)果顯示,在受新鮮交通源排放影響很大的路邊站,鉬爐法測(cè)量N02表現(xiàn)良好。但在兩個(gè)郊區(qū)站點(diǎn),NO2*在中午比NO2平均高估38%-50%。而在高山站點(diǎn),這個(gè)數(shù)值超過了130%。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),N02*的高估程度不僅和站點(diǎn)氣團(tuán)的老化程度有關(guān),而且也和氣團(tuán)中NOz的化學(xué)組成有關(guān)。本文嘗試?yán)枚嘣�性回歸的方法,利用常規(guī)站點(diǎn)可獲取的NO, NO2*和03對(duì)這一測(cè)量誤差進(jìn)行校正。校正公式在各自的站點(diǎn)可以較好的表示測(cè)量誤差,但卻由于不同站點(diǎn)NOz的成分不同,使我們很難得到一個(gè)適用于不同站點(diǎn)的統(tǒng)一公式。針對(duì)這一情況,本文認(rèn)為在遠(yuǎn)離氮氧化物源排放的站點(diǎn),不建議利用鉬爐法測(cè)量N02,或者將其改裝后測(cè)量總活性氮氧化物(NOy)。本文通過于2010-2012年期間分別在位于香港市區(qū),郊區(qū)和海岸的三個(gè)不同的站點(diǎn)對(duì)主要的大氣氮氧化物及其相關(guān)污染物進(jìn)行了強(qiáng)化觀測(cè)。結(jié)果表明,香港地區(qū)受氮氧化物的影響明顯,其CO/NOy, SO2/NOy的比值遠(yuǎn)小于珠三角和國(guó)內(nèi)其他城市。香港的城市、郊區(qū)以及偏遠(yuǎn)地區(qū)的總活性氮氧化物中(NOy)都是以NOx為主,NOx占NOy比例分別為91%,81%和75%以上。在氮氧化物的氧化產(chǎn)物(NOz)中主要以無機(jī)氮氧化物為主。我們通過NOz與“奇氧”O(jiān)X=O3+NO2計(jì)算了香港的城市、郊區(qū)以及偏遠(yuǎn)地區(qū)三個(gè)站點(diǎn)的臭氧生成效率(OPE),其數(shù)值分別為4.2、6.3和10.8 ppbv/ppbv,這表明香港市區(qū)的臭氧生成主要受VOCs控制；在受到來自珠江三角洲(PRD)地區(qū)的氣團(tuán)的影響時(shí),香港的臭氧生成主要受VOCs和NOx的共同控制；位于城市和PRD下風(fēng)向的郊區(qū)站點(diǎn)臭氧的生成主要受NOx控制。這一結(jié)果可以為香港政府制定控制臭氧的政策提供依據(jù)。另外,本研究通過2010年在香港理工站點(diǎn)和香港鶴咀對(duì)PAN的加強(qiáng)觀測(cè)探明了PAN的濃度水平及季節(jié)變化特征。香港地區(qū)PAN的平均濃度較低,但在不利條件下出現(xiàn)超過4ppbv的峰值,且秋季濃度高于夏季。通過PAN與03以及PAN與NOz相關(guān)性分析研究了PAN的光化學(xué)生成效率,結(jié)果表明香港地區(qū)PAN的VOCs前體物濃度較低,且在香港的光化學(xué)反應(yīng)過程中,N02更多的向硝酸氣或硝酸鹽的通道轉(zhuǎn)化。通過后推氣流軌跡、探明了香港地區(qū)的氣團(tuán)傳輸對(duì)于PAN的影響。對(duì)比分別來自PRD,中國(guó)東部,中國(guó)中部以及海洋的四種氣團(tuán)后發(fā)現(xiàn)、來自珠江三角洲(PRD)的氣團(tuán)中PAN的濃度最高,約為1.2ppbv;來自海洋的氣團(tuán)中PAN的濃度最低,約為0.15 ppbv,且該值可以作為PRD地區(qū)PAN的背景濃度。針對(duì)PRD地區(qū)關(guān)于PAN的研究較少的這一現(xiàn)狀,本研究可以對(duì)這一領(lǐng)域提供有效的補(bǔ)充,同時(shí)研究期間得出的相關(guān)參數(shù)也可為模式模擬提供重要參考。本研究還于2011-2012年在不同季節(jié)的代表性月份對(duì)東涌站點(diǎn)大氣中的HONO進(jìn)行了觀測(cè),并分析了HONO濃度的季節(jié)性變化,排放因子以及它的非均相形成速率。結(jié)果表明東涌地區(qū)HONO存在明顯的季節(jié)變化,春末HONO濃度最低,為0.35±0.30ppbv;秋末HONO濃度最高,為0.93士0.67 ppbv。觀測(cè)期間,HONO, NOX與交通流量從午夜到清晨有著相似的變化趨勢(shì),這表明東涌站點(diǎn)的HONO濃度明顯受到交通源的影響。通過分析選取的21個(gè)新鮮排放的交通源尾氣NO/NOX 0.80,我們得出HONO的汽車排放因子(HONO/NOX)為0.5%-1.6%,且它的變化趨勢(shì)與新鮮排放的氣團(tuán)中BC濃度成明顯正相關(guān)。這表明不同氣團(tuán)中HONO排放因子的差異可能是由于N02在BC上的非均相轉(zhuǎn)化導(dǎo)致的。通過分析9個(gè)夜間的HONO生成的個(gè)例,我們發(fā)現(xiàn)東涌地區(qū)NO2在地面通過非均相轉(zhuǎn)化成HONO的速率相對(duì)較低,約為0.0052 h-1。本文研究結(jié)果明確了不同的HONO汽車排放源以及不同環(huán)境下N02在地面非均相轉(zhuǎn)化速率存在著差異性,因此相關(guān)的大氣模式在模擬HONO來源時(shí)也應(yīng)當(dāng)考慮到這樣的差異性。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X511
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 第一章 緒論13-30
• 1.1 研究背景13-17
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展17-27
• 1.2.1 氮氧化物(NO_x)17-20
• 1.2.2 過氧乙酰硝酸酯(PAN)20-23
• 1.2.3 亞硝酸氣(HONO)23-27
• 1.3 香港地區(qū)大氣污染的發(fā)展歷程27-28
• 1.4 研究?jī)?nèi)容28-29
• 1.5 創(chuàng)新點(diǎn)29-30
• 第二章 觀測(cè)實(shí)驗(yàn)與研究方法30-41
• 2.1 觀測(cè)實(shí)驗(yàn)概述30-32
• 2.1.1 東涌站點(diǎn)30-31
• 2.1.2 香港理工大學(xué)站點(diǎn)31-32
• 2.1.3 鶴咀觀測(cè)站32
• 2.2 儀器介紹32-38
• 2.2.1 氮氧化物組分的測(cè)定32-34
• 2.2.2 PAN的測(cè)量34-35
• 2.2.3 HONO的測(cè)量35-36
• 2.2.4 HNO_3與氣溶膠NO_3~-的測(cè)定36-37
• 2.2.5 其他相關(guān)污染物的測(cè)量37-38
• 2.3 分析方法38-41
• 2.3.1 后推氣流軌跡分析38-40
• 2.3.2 聚類分析40-41
• 第三章 不同環(huán)境下鉬爐法測(cè)量NO_2的評(píng)估41-48
• 3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)41-42
• 3.2 結(jié)果與討論42-44
• 3.3 氣團(tuán)老化以及組成成分對(duì)NO_2測(cè)量誤差的影響44-45
• 3.4 NO_2~*的校正45-47
• 3.5 小結(jié)47-48
• 第四章 香港地區(qū)的活性氮氧化物的污染特征48-60
• 4.1 不同站點(diǎn)污染水平48-53
• 4.1.1 理工站點(diǎn)48-49
• 4.1.2 東涌站點(diǎn)49-51
• 4.1.3 鶴咀站點(diǎn)51-53
• 4.2 不同站點(diǎn)NO_y的化學(xué)組分53-56
• 4.3 臭氧生成效率56-59
• 4.4 小結(jié)59-60
• 第五章 香港地區(qū)城市和背景站過氧乙酰硝酸酯(PAN)的生成效率和區(qū)域傳輸60-70
• 5.1 PAN的時(shí)間序列變化及統(tǒng)計(jì)值60-63
• 5.1.1 理工大學(xué)站點(diǎn)60-61
• 5.1.2 鶴咀站點(diǎn)61-63
• 5.2 PAN日變化趨勢(shì)63-65
• 5.3 臭氧與PAN的生成效率的關(guān)系研究65-66
• 5.4 區(qū)域傳輸對(duì)PAN的影響66-68
• 5.5 小結(jié)68-70
• 第六章 香港地區(qū)HONO的季節(jié)變化,汽車排放、非均相形成過程以及對(duì)OH的貢獻(xiàn)70-85
• 6.1 HONO的季節(jié)變化70-71
• 6.2 HONO日變化趨勢(shì)71-73
• 6.3 HONO的汽車排放73-78
• 6.4 NO_2的非均相反應(yīng)78-81
• 6.5 HONO對(duì)于OH的貢獻(xiàn)81-83
• 6.6 小結(jié)83-85
• 第七章 結(jié)論和展望85-88
• 主要結(jié)論85-86
• 不足與展望86-88
• 參考文獻(xiàn)88-101
• 致謝101-103
• 博士期間論文發(fā)表情況103-105
• 附件105-130

【參考文獻(xiàn)】

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1 周炎;岳玎利;鐘流舉;曾立民;;廣東鶴山地區(qū)夏季大氣中PAN污染特征[J];環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù);2013年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 薛麗坤;中國(guó)地區(qū)低對(duì)流層高層大氣化學(xué)與長(zhǎng)距離輸送特征研究[D];山東大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張華龍;華北地區(qū)與青藏高原過氧乙酰硝酸酯（PAN）的觀測(cè)研究[D];中國(guó)氣象科學(xué)研究院;2013年

  本文關(guān)鍵詞：華南典型地區(qū)大氣反應(yīng)性氮氧化物的污染特征、來源及大氣轉(zhuǎn)化過程的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：394812