应用OBM模型研究广州臭氧生成前体物的关系.pdfVIP

第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集 应用OBM模型研究广州臭氧生成与前体物的关系 作者姓名：高东峰，张远航，曹永强 单位：北京大学环境学院 l课题背景： 0BM是用实际观测资料来评价大气臭氧生成对VOC排放和人为NOx排放的相对灵敏 性的技术。0BM不需要源清单，这减少了很多不确定性：OBM对气象资料的要求不高， 操作相对于空气质量模型简单；OBM可以针对具体物种分析其在臭氧生成过程中的作用， 进而分析各类物种对臭氧生成的贡献。此外，0BM模型作为一种诊断模型，不能用来预 测到底削减多少臭氧前体物的排放才能达到臭氧污染标准，因此该模型只能作为已有的 成熟的空气质量模型的补充(Cardelino，1995：Sillman，S．，2002)。 在国内，气态污染物的监测基本限于无机气体，很少有全面的VOCs数据，由于0BM 对数据的连续性和同步性要求很高，因此，0BM的应用还处于研究性的阶段，真正广泛 的应用还需要开展更多的监测项目。 本文结合2000年7月份和11月份在广州地区及周边地区测定的有机和无机气体数 据，以及气象数据，应用OBM模型对广州地区光化学污染进行初步的诊断分析。 2研究方法： 2．1 OBM模型 个简单的盒子模型，假设盒子内污染物充分混合，在一些物种(包括N0x，VOCs，CO， 03)实测逐时浓度数据的约束下，模拟大气化学过程，研究臭氧的生成机制及其对VOCs 和NOx的敏感性。 踹一ⅣD(x)一赣ⅣD(x一从) ————面■一；n一一一 RIRs(∞=———』罢尝誉￥—一一竺生型 S(x) 公式l 12个小时内生成的臭氧同消耗的NO总量，我们称之为臭氧生成潜势，X代表某个特定 物种，S(X)是在12小时内物种X的排放总量，△S(X)是假设的源效应变化造成排放总量 的变化，△X是由于假设的源效应变化造成物种X浓度的变化量，RIR体现的是P03．No变 化的百分比同特定物种源变化百分比的比率。0BM中应用的源是根据监测物种浓度计算 出来的源效应，并不是根据源清单得出的源数据。 2．2监测数据 模型研究过程中的数据都是摘自北京大学环境科学中心2000年主持的广州项目，选 取广州市环境保护研究所的2000年7月和11月的数据，花都7月以及新垦11月的四 组平均数据分析。 2．2．1有机物数据 有机物监测的物种为臭氧前体物涵盖的54种常见有机物，经过处理得到小时平均浓 度，应用CB—IV机理，把物种分裂成基团小时浓度数据，直接用于模型。 对有机物数据还进行了浓度分析和活性分析，以确定与0H反应的主要活性物种。 2．2．2无机物数据 无机物包括NO，03，CO，监测过程中没有监测N02，模型计算时根据经验方法，取一 个初值CN02=CNo／2。无机气体浓度的相对比较也能为污染状况提供参考。 319 第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集 2．2．3气象数据 模型需要计算时段的逐时气温，以及当天的最大和最小混合层高度。模型中还用到 了各个天顶角对应的光解速率，借助TUV模型并参照气溶胶光学厚度等参数进行计算得 到。 3结果与讨论： 图l四组模拟RIR结果的比较 如图l，列出了四组数据计算RIR的结果。7月，代表典型城市的环保所同代表近郊 的花都相比，环保所VOC浓度是花都的近两倍，而环保所NO的浓度则远远高于花都， O．07)数值的两倍多，说明在城市环境中由于NO浓度水平高，臭氧生成对VOC浓度的变 化十分敏感，臭氧生成处于臭氧的VOC控制区。在花都，由于N0很低，VOCs浓度相对 于N0高很多，N0的RIR约0．1，比AHC的RIR0．08略高，花都大气臭氧的生成对N0 相对比较敏感，处于臭氧生成的NOx控制区。 臭氧的VOC控制区，臭氧对AHC的变化十分敏感。在城市下风向的新垦，其N0浓度水 平与广州环保所相近，而VOC新垦则相对高一些，计算结果表明，新垦NO的RIR数值 制区，臭氧浓度的变化对NOx比较敏感。 为了考察不同源效应削减百分比对不同物种RIR计算结果的影响，对4组模拟中的 源效应削减不同百分比，分别