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珠三角关键大气挥发性有机物的模拟精度评估

2021-10-28张佩文唐晓陈科艺陈多宏朱莉莉沈劲叶斯琪孔磊韩丽娜吴倩王自发

大气科学 2021年5期

张佩文 唐晓 陈科艺 陈多宏 朱莉莉 沈劲 叶斯琪 孔磊 韩丽娜 吴倩 王自发

1 成都信息工程大学,成都 610225

2 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京 100029

3 广东省环境监测中心,广东 510308

4 中国环境监测总站,北京 100012

1 引言

珠江三角洲(简称珠三角)位于广东省中南部地区,范围包括广州、佛山、肇庆、深圳、东莞、惠州、珠海、中山、江门九个城市,总面积5.6 万平方公里,是我国开放程度最高、经济活力最强的区域之一,但其也是区域性大气复合污染的典型区域。广东省环境监测中心的数据显示,珠三角地区臭氧和PM2.5的比值呈现逐年上升的态势,比值明显高于京津冀、长江三角洲等地区,臭氧污染问题日益突出。臭氧的关键前体物为氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)。已有研究显示,珠三角大部分地区臭氧生成受“VOCs-控制”,即控制VOCs 的排放能有效降低区域臭氧浓度(Cheng et al., 2010a, 2010b; Ling et al., 2013; He et al.,2019)。因此,准确把握珠三角地区VOCs 特征及其对臭氧生成的贡献是有效控制珠三角臭氧污染的关键。此外,VOCs 减排已成为我国未来臭氧污染治理的重点工作,在模式中精确模拟表征VOCs 的变化和来源也是支撑我国大气污染治理的重要技术手段。

大气挥发性有机物在高氮氧化物区域的氧化可引发光化学反应机制,导致臭氧的形成(张俊刚等, 2008; He et al., 2019)。VOCs 在大气中活性自由基的作用下发生光氧化作用可形成二次有机气溶胶(SOA),对二次有机气溶胶生成也有重要贡献(张学珍等, 2015; Hui et al., 2019; 刘子楠等, 2019;Li et al., 2019b)。大气挥发性有机物构成十分复杂,人们已经检测到的种类就有上千种,主要以十亿分之一(ppb, 10-9)或更低的体积浓度水平存在于大气中,它们的寿命从几分钟到几年不等(Williams,2004)。……

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