機(jī)動車污染物排放對城市光化學(xué)煙霧的影響.pdf

1、光化學(xué)煙霧(PhotochemicalSmog)是對大氣危害最大的污染之一，它是在以汽油為動力燃料之后出現(xiàn)的新型大氣污染現(xiàn)象。光化學(xué)煙霧的實質(zhì)是對流層中過多的O3污染，由氮氧化物(NOx)和碳?xì)浠衔?HC)在紫外光的照射下反應(yīng)而生成。城市大氣環(huán)境中NOx和HC的主要污染源是機(jī)動車排放。大城市中40％以上的NOx、80％以上的CO和70％以上的HC是來自機(jī)動車排放。機(jī)動車排放所引起的光化學(xué)煙霧的研究得到了各國相關(guān)專家的關(guān)注。 我

2、國近二十多年來，機(jī)動車保有量增長十分迅速，這些車輛主要集中于大中型城市，使得我國城市的機(jī)動車排氣污染問題日益突出。為了了解機(jī)動車污染物排放對城市光化學(xué)煙霧的影響，本文首先詳細(xì)論述了我國機(jī)動車污染物排放現(xiàn)狀及趨勢，然后研究了光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理，建立了光化學(xué)動力學(xué)方程組并對其進(jìn)行了數(shù)值模擬，最后提出了城市光化學(xué)煙霧污染的防治對策。本論文主要研究成果如下： 1.我國城市大氣污染正由過去的煤煙型污染向現(xiàn)在的機(jī)動車尾氣型(光化學(xué)煙霧型)

3、污染轉(zhuǎn)化。自1990年以來，我國典型大城市北京、上海和廣州市機(jī)動車保有量年均增長速率分別為12.03％、14.82％和9.75％。機(jī)動車排放已成為北京、上海和廣州市的主要大氣污染源，北京市機(jī)動車排放污染分擔(dān)率CO為80.3％，HC為79.1％，NOx為54.8％；上海市CO為61.8％，HC為56.7％，NOx為20.9％；廣州市CO為86.8％，HC為97.4％，NOx為26.0％。 2.有利于城市光化學(xué)煙霧發(fā)生的氣象條件是太

4、陽輻射強(qiáng)度大、風(fēng)速低、大氣擴(kuò)散條件差、大氣存在逆溫現(xiàn)象等。 3.光化學(xué)煙霧形成的機(jī)制由12個基本反應(yīng)構(gòu)成。參與光化學(xué)反應(yīng)的一次污染物有NO2、NO、RH(烴)和RCHO(醛)。而城市大氣中，這些污染物主要來自于機(jī)動車排放。這說明機(jī)動車污染物排放是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧形成的主要原因。 4.光化學(xué)煙霧形成的動力學(xué)方程組表明：O3和PAN(過氧乙酰硝酸酯)的濃度是由NOx和HC的初始濃度共同決定的。 模擬結(jié)果表明：在一個封閉

5、無源系統(tǒng)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)時，RH、RCHO濃度會有輕微減少，RH濃度減少趨勢較RCHO明顯；NO→NO2的轉(zhuǎn)化十分明顯，NO濃度大幅度降低，NO2濃度明顯增加(若NO耗盡，因NO2反應(yīng)生成HNO3和PAN，則會導(dǎo)致NO2濃度降低)；O3和PAN的濃度均隨時間呈增加趨勢。當(dāng)NOx初始濃度保持不變時(初始濃度為1.1ppm)，HC濃度的增加能導(dǎo)致O3和PAN濃度的大幅增加；當(dāng)HC初始濃度保持不變時(初始濃度為2.0ppm)，NOx濃度的增加能

6、導(dǎo)致O3和PAN的濃度大幅減少；當(dāng)HC和NOx的初始濃度均變小時，O3和PAN的濃度亦會變小。 由于大氣中NOx與HC主要來自于機(jī)動車排放，其濃度與機(jī)動車排放直接相關(guān)。因此，為預(yù)防城市光化學(xué)煙霧污染，必須采取措施減少機(jī)動車排放的NOx和HC。 5.城市光化學(xué)煙霧的防治對策主要有： (1)污染源的控制包括新車控制技術(shù)、在用車控制技術(shù)、車用燃料質(zhì)量改善、交通改善等幾個方面； (2)加強(qiáng)O3監(jiān)測在機(jī)動車保有量較