东北某城市臭氧污染特征及控制策略研究,环境工程硕士论文.docx

东北某城市臭氧污染特征及控制策略研究,环境工程硕士论文摘 要 随着我们国家臭氧污染的范围不断扩大，程度不断加深，加之臭氧污染的危害性极大，使之遭到了广泛关注，臭氧污染已经成为了制约我们国家环境空气质量的主要因素之一，因而，研究臭氧污染在城市中的特征及来源具有重大实际意义。本论文选择我们国家东北腹地某典型城市为研究对象，主要对城市臭氧污染的特征、影响因素以及前体物来源进行研究，并提出城市臭氧污染控制策略，以期能为我们国家东北地区城市臭氧污染防控提供可行性建议。 通过研究发现我们国家东北地区臭氧污染逐年加重的趋势。分析臭氧污染小时变化规律和年度变化规律，得出臭氧浓度小时变化呈“单峰型 趋势，峰值出如今下午15：00时左右；年度变化规律亦呈“单峰型 趋势，臭氧浓度夏季最高、冬季最低；气候因素会对臭氧污染的生成造成很大的影响，总体上，较强的太阳辐射、较高的温度、相对较低的湿度以及较小的风速，有利于臭氧污染生成；研究臭氧与氮氧化物和颗粒物之间的关系发现，臭氧与氮氧化物呈正相关关系，和颗粒物呈反相关关系。 以城市中VOCs监测数据为基础，采用基于最大增量反响活性系数的臭氧生成潜势法来估算VOCs转化生成O3的能力，得出VOCs的平均臭氧生成潜势量为26.5g/m3，烯烃类的臭氧生成潜势量最大(18.5g/m3)，占70.1%，其次是烷烃类(5.2g/m3)和芳香烃类(2.4g/m3)，分别占19.8%和10.1%。总体上臭氧生成潜势表现为：烯烃烷烃芳香烃。绘制了EKMA等值曲线，确定城区范围内，O3污染为VOCs主导控制，控制臭氧污染应重点控制VOCs的排放、尤其是烯烃的排放。利用正交矩阵因子模型(PMF)对VOCs污染进行源解析，结果表示清楚，来源中油气挥起源奉献23.2%，植物排放源奉献10.0%，工业生产源奉献50.6%，交通移动源奉献5.7%，溶剂使用源奉献10.5%。 本文在以上研究的基础上，根据近年来我们国家公布的大气污染物防治相关的政策标准，结合该城市对臭氧污染防治的详细办法，提出了东北地区城市臭氧污染控制策略建议。一是开展行业企业精准减排，抓好产业园区和企业群管理；二是大力开展源头替代，深化工艺技术改革；三是加强VOCs治理相关政策法规宣传，组织企业开展VOCs的自行监管；四是推动燃煤锅炉执行更严格的大气排放标准；五是编制东北地区城市重污染天气VOCs重点行业应急减排措施。 本文关键词语 ： 臭氧污染，影响因素，VOCs，臭氧生成潜势，源解析，控制策略。 Abstract With the continuous expansion and deepening of the scope and degree of ozonepollution in China, and the great harmfulness of ozone pollution, ozone pollution hasbeen widely concerned, ozone pollution has become one of the important factorsrestricting the environmental air quality in China. So the characteristics and source ofozone pollution in the city has the important practical significance, this paper selectedhinterland of a typical city in northeast China as the research object, maincharacteristics, influence factors of ozone pollution in cities and precursor contentsources is studied, and put forward the urban ozone pollution control strategy, in orderto provide feasibility for China s northeast city ozone pollution prevention advice. It is found that ozone pollution in northeast China is increasing year by year.Based on the analysis of the daily and annual variation laws of ozone pollution, it isconcluded that the daily variation of ozone concentration presents a “single peak trend, and the peak value appears around 15 PM. The annual variation also showed a“unimodal trend, the highest in summer, the second in spring and autumn, and thelast in winter. On the whole, strong solar radiation, higher temperature, relatively lowhumidity and relatively low wind speed are conducive to the generation of ozonepollution. Research on the relationship between ozone and NOxand particulate matterfound that ozone and NOxare positively correlated, and particulate matter isnegatively correlated. On the basis of VOCs monitoring data in the city, based on the maximumincrement coefficient of reactivity of ozone generation potential method to estimatethe conversion of VOCs generated O3ability, it is concluded that the average amountof ozone generation potential for VOCs 26.5 ug/m3, the amount of ozone generation potential olefin biggest (18.5 ug/m3), accounted for 70.1%, followed by alkane (5.2 ug/m3) and aromatic hydrocarbon (2.4 ug/m3), 19.8% and 10.1% respectively. Ingeneral, the potential of ozone formation is: olefin alkane aromatic hydrocarbon. The EKMA equivalent curve is drawn, and it is determined that within the urban area,O3pollution is dominated by VOCs. In order to control ozone pollution, VOCsemission, especially olefin emission, should be mainly controlled. The orthogonalmatrix factor model (PMF) was used to analyze the source of VOCs pollution. Theresults showed that the contribution of oil and gas volatilization source, plantemission source, industrial production source, transportation source and solvent usesource were 23.2%, 10.0%, 50.6%, 5.7% and 10.5%. On the basis of the above research, this paper reviewed a series of policies andstandards on the prevention and control of air pollutants in China, combined with theprevention and control of ozone pollution in the city in recent years, and put forwardsome suggestions on the control strategy of ozone pollution in cities in NortheastChina. First, we will carry out targeted emission reduction for industrial enterprisesand do a good job in the management of industrial parks and enterprise clusters. Second, vigorously carry out the source substitution, deepen the technological reform;Three is to strengthen VOCs governance related laws and regulations publicity,organize enterprises to carry out their own monitoring of VOCs; Fourth, to promotethe implementation of more stringent atmospheric emission standards for coal-firedboilers; Five is the preparation of the Northeast China city heavy pollution weatherVOCs key industry emergency emission reduction measures. Keywords : ozone pollution, influence factors, VOCs, ozone generation potential, sourceanalysis, control strategy。 文章为硕士论文，如需全文请点击底部下载全文链接】 1.1.2、 臭氧污染构成及其危害. 1.1.3 、选题意义 1.2、国内外研究现在状况 1.2.1、 国外研究进展. 1.2.2、国内研究进展. 1.3、研究内容及技术道路 1.3.1、 研究内容 1.3.2 、技术道路 第2章 研究的方式方法和设 备 . 2.1、研究地域自然地理大概情况 2.2、监测站点选择. 2.3、监测数据分析. 2.4、选用的仪器设备 第3章 城市臭氧污染特 征及影响因素分析. 3.1、目的城市臭氧污染现在状况 3.2、臭 氧污染特征分析. 3.2.1、臭 氧污染日变化规 3.2.2、臭氧污染月变化规律. 3.3、臭氧污染与影响因素分析. 3.3.1、臭氧污染与气象条件的影响因素分析 3.3.2、臭氧污染与氮氧化物的影响因素分析 3.3.3、臭 氧污染与颗粒物的影响因素分析. 3.4、本章小结. 第4章 臭氧污染生成潜势研究及污染控制区分析. 4.1、臭氧生成潜势研究. 4.1.1、 VOCs 组分分析. 4.1.2、 臭氧生成潜势(OFP)计算方式方法 4.1.3、 臭氧生成潜势(OFP)结果分析. 4.1.4、烯烃对臭氧生成奉献分析 4.2、臭氧污染控制区分析. 4.3、本章小结 第5章 东北地区城市臭氧污染控制策略研究. 5.1、 VOCs 来源解析 5.2、臭氧污染控制策略研究. 5.2.1、我们国家大气污染物政策标准发展历程. 5.2.2、研究地域臭氧污染治理手段 5.2.3、东北地区城市臭氧污染控制策略建议 5.3、小结 第6章 总 结 本研究以东北地区某典型城市为研究对象，对该城市主城区10个监测点位的2021年1月至2022年12月连续两年的环境空气质量监测数据作以分析，获得了臭氧污染时空分布特征，同时分析了臭氧污染与气象因素、氮氧化物、颗粒物的相关性；在这里基础上，计算了臭氧生成潜势，绘制了EKMA等值曲线，判定了臭氧污染控制区；利用正交矩阵因子模型(PMF)进行了VOCs的源解析工作，并根据该城市臭氧污染治理情况及解析结果，提出了东北地区城市臭氧污染控制策略，以期为我们国家城市臭氧污染防治工作提供了可行性建议。详细研究结论如下： 1. 通过研究发现，我们国家东北地区臭氧污染呈逐年加重趋势，在目的城市，2022年全年臭氧平均浓度比2020年增长了13.2%。全年中O3浓度的变化呈“单峰型 变化，臭氧污染夏季为最、春秋次之、冬季最末，24小时内O3污染浓度呈“单峰型 变化，峰值出如今下午15：00左右。 2. 通过研究气象因素、NOx、颗粒物等影响因素与臭氧污染的相关性，我们发现气象条件会对O3生成、传输和消散产生影响。总体上，较强的太阳辐射、较高的温度、相对较低的湿度以及较小的风速，有利于O3污染生成。全年中NOx浓度呈现冬季春季秋季夏季的规律，而在日小时时间尺度上，NOx的浓度趋向于“双峰型 变化趋势。O3浓度与NOx浓度呈正相关关系，相关性可用方程y=1.55x+21.74来表示，相关系数为R2=0.82。颗粒物能够影响阳光辐射通量、改变大气稳定性，影响臭氧及其前体的输送和扩散。O3与颗粒物浓度的月变化趋势大体上呈现负相关态势，相关性能够用方程y=126.86-0.70x，相关系数R2=0.49。 3. 通过对目的城市超级站的VOCs监测数据分析，在VOCs的所有组分中烷烃的占比最高，占总组分的73.9%，其次是烯烃占总组分的15.9%，芳香烃占总组分的10.2%。计算了臭氧生成潜势，得出VOCs的平均臭氧生成潜势量为26.5g/m3，烯烃类的臭氧生成潜势量最大(18.5g/m3)，占70.1%，其次是烷烃类(5.2g/m3)和芳香烃类(2.4g/m3)，分别占19.8%和10.1%。总体上臭氧生成潜势表现为：烯烃烷烃芳香烃。绘制了EKMA等值曲线，确定目的城市城区范围内，O3污染为VOCs主导控制。 4. 利用正交矩阵因子模型(PMF)对VOCs进行源解析，结果表示清楚，来源中油气挥起源奉献23.2%，植物排放源奉献10.0%，工业生产源奉献50.6%，交通移动源奉献5.7%，溶剂使用源奉献10.5%。 5. 根据我们国家出台的一系列大气污染物防治方面的政策标准，结合目的城市最近几年对臭氧污染的防治工作，提出了东北城市臭氧污染控制策略建议。一是开展行业企业精准减排，抓好产业园区和企业群管理；二是大力开展源头替代，深化工艺技术改革；三是加强政策法规宣传，营造自觉守法良好局面；四是推动燃煤锅炉执行更严格的大气排放标准；五是编制东北城市重污染天气VOCs重点行业应急减排措施。 以下为参考文献 1 王贵勤.大气臭氧研究M.北京:科学出版社, 1985. 2杨春,胡兆吉,魏林生.放电等离子体臭氧发生技术研究现在状况与进展D.高压电器, 2018, 46(9):78-85. 3 王平艳，林岚，尹宪丽.臭氧应用于临床的研究进展印，医学信息,2018(7): 2171-2172. 4 Junge. 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