天然源VOC的排放量估算和對(duì)區(qū)域空氣質(zhì)量影響的研究.pdf

1、揮發(fā)性有機(jī)物VOCs(Volatile Organic Compound)是重要的臭氧形成前體物,也是二次有機(jī)氣溶膠SOA(Secondary Organic Aerosol)的一個(gè)重要前體物,在對(duì)流層大氣化學(xué)中起重要作用, VOCs中很多成分具有高度的化學(xué)活性,極易與大氣中的各種氣體(如NO, NO2)、氧化劑、OH自由基等發(fā)生反應(yīng),在對(duì)流層大氣光化學(xué)過程、特別是臭氧光化學(xué)過程中具有重要作用.光化學(xué)過程產(chǎn)生的有機(jī)酸、氣溶膠、以及二次產(chǎn)

2、物等對(duì)大氣環(huán)境有嚴(yán)重的危害,VOCs作為臭氧形成的重要前體物之一,是光化學(xué)污染、大氣環(huán)境質(zhì)量控制等領(lǐng)域的重要研究對(duì)象,同時(shí)對(duì)于氣候變暖也有間接影響.
　　在區(qū)域和全球尺度上,植被排放的VOCs已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人為排放量.Guenther等(1995)估算,全球 BVOCs排放量達(dá)1.150×1012g,約占全球 VOCs年排放量的90％;異戊二烯和單萜烯是全球年排放量最大的2類BVOCs,其中異戊二烯在總BVOCs排放量中所占的比重約

3、為44％.因此,對(duì)區(qū)域植被異戊二烯排放的研究可為進(jìn)一步探討植被對(duì)大氣環(huán)境的貢獻(xiàn)提供重要依據(jù).
　　數(shù)值模擬是近年迅速發(fā)展起來的一種新的研究方法,它對(duì)于了解大氣化學(xué)過程的發(fā)生機(jī)制及其環(huán)境氣候效應(yīng)具有重要作用,它不但可以量化眾多物理化學(xué)過程的綜合作用,還可以給出大氣化學(xué)物質(zhì)細(xì)致的時(shí)空分布及不同物理化學(xué)過程貢獻(xiàn)的相對(duì)大小,并為大氣污染遠(yuǎn)程輸送提供許多新的分析技術(shù)與手段.因此,采用數(shù)值模擬來研究大氣化學(xué)物質(zhì)濃度的分布、演變及討論各區(qū)域的相

4、互影響和貢獻(xiàn)就顯得十分重要.
　　本文以2010年7月為例,采用自然排放氣體和氣溶膠模式MEGAN(Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature)估算東亞地區(qū)排放的天然源VOCs,結(jié)合區(qū)域空氣質(zhì)量模型CAMx(Comprehensive Air Quality Model with extensions),模擬東亞地區(qū)典型夏季的臭氧時(shí)空分布,以及利用OSAT(Ozone

5、Source Apportionment Technology)技術(shù)定量分析東亞地區(qū)天然源VOC對(duì)于重點(diǎn)地區(qū)臭氧形成的貢獻(xiàn),探索重點(diǎn)區(qū)域臭氧的來源解析.最終形成覆蓋整個(gè)東亞地區(qū)高分辨率的區(qū)域空氣質(zhì)量模型系統(tǒng),了解東亞地區(qū)區(qū)域主要?dú)鈶B(tài)污染物和氣溶膠的輸送和分布特征,弄清東亞地區(qū)主要區(qū)域間典型空氣污染物源-受體關(guān)系.
　　利用30s分辨率的標(biāo)準(zhǔn)排放因子計(jì)算東亞地區(qū)2010年異戊二烯的年排放量為91.24Tg,其中中國(guó)貢獻(xiàn)13.1Tg,

6、北京地區(qū)為0.045Tg,中國(guó)地區(qū)對(duì)于東亞地區(qū)異戊二烯的排放貢獻(xiàn)可以達(dá)到14.4％;同時(shí),可以看出東亞地區(qū)生物源排放的VOCs(以異戊二烯換算)遠(yuǎn)超人為源排放.異戊二烯的排放具有非常明顯的季節(jié)特征,其中,夏季最高,冬季最低,這可能與溫度和光照的季節(jié)變化有關(guān),而且,可以看出在中國(guó)地區(qū)這種季節(jié)變化非常顯著,其中異戊二烯的排放集中于華南地區(qū),這可能與該地區(qū)植被覆蓋及排放速率有關(guān).但是在東南亞地區(qū),4月的排放量卻是一年中排放量最高的時(shí)期,這可能