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华北地区大气成分长期变化及大气污染治理
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2019-01-30 | 【 【关闭】

  基于天空彩票野外台站、科技部和欧空局合作龙计划、欧盟FP7等项目资助,白建辉博士课题组与欧盟科学家开展多年合作,利用卫星和地面数据研究了华北地区大气成分的长期变化及其变化机制。 

  数据来源:天空彩票兴隆、香河、栾城、禹城站的地面和卫星数据 

  主要结果:获得2005-2015年,华北地区4个代表性站点大气成分(NOxSO2O3HCHO-甲醛、AODPM2.5等)的变化规律,对华北大气成分的变化及其与太阳辐射之间的相互作用有了深入认识。2005-201510年间,1)卫星数据表明,华北地区HCHONO2O3的柱浓度、AOD等为增加趋势,SO2为下降趋势。这表明华北的HCHO及其产生源、NO2排放、气溶胶在增长,SO2排放得到有效控制;2大气本底网兴隆站地面数据表明,NO2SO2在下降,但PM2.5O3在增加。 

  因而,提出大气成分的变化机制(1):在大气化学和光化学反应中,污染物(NOxSO2等)、挥发性有机物(VOCs,包括生物人为源挥发性有机物BVOCsAVOCs)与OH自由基共同参与,生成新气液固相(GLPs)成分。其中,1AVOCsBVOCs在大气成分变化以及不同相态间的转化中起着桥梁作用,2)大气中各种物质利用和消耗着UVVIS(可见光辐射)能量。 

  10年,华北地区VOCs的增长是造成华北AOD增加、兴隆PM2.5O3增加的主要原因。(注:大气中VOCs参与大气化学和光化学反应产生甲醛是甲醛的一个重要来源)。 

  综合大气成分太阳辐射多年的研究结果,提出治理华北地区大气污染的一些建议: 

  a重点并严控各类AVOCs排放源(涂料和表面相关工业化学工业、电力生产、石油燃料燃烧、交通或尾气排放、涂装作业、汽油蒸气和液化石油气、烹调烟雾等)的排放。 

  b)控制人为因素引起的BVOCs排放,包括控制生物质(秸秆、植物凋落物等)燃烧、城市植物修剪时间选择在16:00之后,从而控制因BVOCs排放导致的光化学污染物产生。 

  c在现有基础上,加倍控制NOxSO2等的排放,仅仅维持原有的减排力度远远不够。这是因为BVOCs具有较高的化学活性和近些年VOCs排放的增长。只有这样,才能消减后期经化学和光化学反应生成的二次污染物(PM2.5O3PAN等)。 

  d控制NO2排放比控制SO2排放更为重要。研究发现NO2SO2具有更高的化学反应活性。 

  e控制PM2.5之时,应同步控制高浓度O3光化学生成,特别是夏季。 

  详细内容请参阅Bai, J.H., G. de Leeuw, R. van der A et al., 2018. Atmospheric Environment.  https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2018.07.004 及其后附文献。 

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