《我國城市群大氣臭氧與細顆粒物污染的耦合機制研究》是依託北京大學，由王雪松擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：我國城市群大氣臭氧與細顆粒物污染的耦合機制研究
- 項目負責人：王雪松
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國京津冀、珠江三角洲等城市群地區光化學煙霧污染和細顆粒物污染日益突出，現有研究側重對兩類污染的形成機制和控制對策分別考慮，對兩類污染形成的耦合機制和協同控制關注不足。本項目圍繞臭氧與二次顆粒物生成的耦合機制這一核心問題進行研究，採用數值模擬的研究方法，基於最新的顆粒物表面非均相反應和二次有機粒子生成的動力學研究成果，更新、完善大氣化學模式的反應機理；從化學轉化的微觀層面，研究在我國城市群典型污染體系中，臭氧和顆粒相化學物質（硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、有機物等）轉化、生成的化學耦合機制；從巨觀的污染控制角度，運用區域空氣品質模式及其診斷、分析技術，探討京津冀和珠江三角洲地區臭氧與細顆粒物前體物排放協同控制的回響規律和有效途徑。本項目研究結果有助於豐富大氣複合污染的理論，並為解決我國城市群地區實際的大氣污染問題提供科學決策支持。
結題摘要
本項目針對珠三角和京津冀地區日益嚴重的臭氧污染和細顆粒物污染問題開展數值模擬研究，嘗試從化學生成機制、大氣過程影響因子、二次污染物對前體物排放變化的回響規律等不同方面探討兩類污染的成因、關聯與協同控制。本研究利用最新的二次有機氣溶膠（SOA）動力學研究成果，更新大氣化學傳輸模式中天然源二次有機氣溶膠生成機理，評估對模擬效果的影響，分析前體物排放和自由基濃度水平對SOA不同生成途徑的影響。通過對關注地區典型污染季節模擬和對污染過程診斷分析，識別影響臭氧和細顆粒物污染形成的關鍵影響因子，總結大氣過程的作用規律。運用診斷技術和敏感性分析方法，研究京津冀和珠三角地區臭氧和細顆粒物濃度對前體物排放控制的回響規律。研究獲得的主要結果如下： 更新天然源二次有機氣溶膠化學機理，使得萜烯生成的SOA模擬濃度與觀測值相關性顯著提升，異戊二烯生成的SOA濃度平均增高~60%，同時使得CO、NOx、SO2、PM2.5和PM10夜間濃度普遍降低，O3夜間濃度升高；但模式對天然來源SOA模擬偏低的總體狀況未得到改善。 臭氧與二次顆粒物污染通過共同的前體物（NOx、VOCs）、氧化劑（日間：HOx；夜間：NO3）間的化學反應而緊密關聯。化學生成和大氣傳輸是臭氧污染髮生的主要貢獻因子。在區域內發生光化學污染時，臭氧濃度的上升主要來自於化學反應的貢獻，大氣傳輸的效果更多地體現在混合層內不同高度之間、區域內部對臭氧的再分配。源排放、化學生成和大氣傳輸是細顆粒物污染髮生的主要貢獻因子。硝酸鹽生成對京津冀和珠三角城市範圍內PM2.5的濃度變化影響較大。 在珠三角地區，秋季臭氧峰值總體上受VOC控制，NOx在削減超過50%後會使臭氧濃度下降。硫酸鹽主要處於SO2和較弱的VOC控制；硝酸鹽在日間處於NH3和NOx控制，在夜間主要處於NH3和VOC控制。二次無機氣溶膠在日間傾向於硫酸鹽的敏感性回響規律，在夜間更傾向於硝酸鹽的敏感性回響規律。在京津冀，對重污染城市地區的夏季臭氧控制應以VOC為主，二次無機氣溶膠的生成在大部分地區受NOx控制。 上述研究結果有助於加深對我國大氣複合污染成因的認識，能夠為京津冀和珠三角地區臭氧與細顆粒物污染的協同控制提供科學支撐。
