大气中过氧酰基硝酸酯(PANs)变化趋势及其影响因素研究

• 作 者: 王凤
• 机 构: 北京大学
• 出 处: 北京大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 过氧酰基硝酸酯 污染物 光化学烟雾 大气污染

过氧酰基硝酸酯类物质(PANs)作为光化学烟雾中非常重要的二次污染物，在局地和区域对流层化学中扮演着重要的角色，在高空中是NOx的储库，通过大气运动进行中远距离传输，是氮氧化物远距离传输的载体，并可能对偏远地区O3浓度有重要影响。而且PAN是比O3更好的光化学烟雾的指标，可以更好地反映光化学过程中自由基的变化。　　
2008-2009年利用GC-ECD仪器对北京市大气中PAN、PPN和MPAN进行了分时段的连续观测，2009年还首次监测到了过氧丙烯酸硝酸酯(APAN)。结合2005-2007年的历史观测数据分析了北京中关村地区大气PANs物质浓度水平以及月际、年际变化，探讨了PANs物质的日变化类型及其成因，分析了PAN、PPN、O3之间的关系，结果表明：从2005年到2007年，北京城区夏季的PAN和PPN浓度水平都呈现快速上升趋势，2008年PANs的污染水平显著降低，2009年夏季并无明显回升，说明其光化学污染程度已经有所缓和。PAN与PPN的相关性非常好，人为源VOCs主导了北京地区的光化学过程。PAN和O3的涨消变化有一定相关性，本地光化学反应较强时，PAN浓度升高过程O3与PAN的浓度相关性比PAN浓度较低过程要高，在本地光化学反应较弱的清洁时段PAN与O3的相关性比较差。PANs浓度夜间峰值有两种可能来源：一种是来自北京南部地区污染气团输送；另一种晚间峰值可能是由于山谷风造成的。　　
对2008年秋季在珠江三角洲从化和江门站点的PANs监测结果进行了分析，从化站点虽然位于广州上风向，但PANs浓度却比处于下风向的江门站高，PANs浓度基本呈现此消彼长的趋势。从化站点周围高的植被覆盖率导致PANs物质生成的VOCs有很大一部分来自天然源。而江门站点的PAN/PPN比值在11月1日后有明显升高。从化站点PANs与同为光化学反应产物的O3日变化均不是很显著，与区域输送有很大的关系。从化地区污染物区域输送比较复杂，几次高浓度PANs污染可能受到站点南部地区的影响，也可能来自冷空气过境过程。而江门高浓度PANs污染可能主要受到站点东部沿海地区气流的影响。　　
在北京大学自主研发的第一代PANs在线监测仪的基础上对PANs在线监测仪进行了一系列的改进，搭建了一台新的第二代PANs在线监测仪，使其更合理、紧凑，同时满足散热、维修等要求，一体化程度更高，更加能够适应外场观测的需求，性能指标达到国际同类仪器先进水平。　　
本研究是我国首次对PANs物质进行长期连续在线监测，证实我国城市以及郊区大气中均有高浓度PANs的存在，确定了输送对PANs的重要作用；首次对大气中APAN进行了鉴别和连续监测，增加了对我国PANs污染的认识；PANs在线监测仪的改进和整机成型工作，促进了我国PANs监测的推广，为更大规模进行PANs研究创造了必要的条件。