VOCs源强不确定性对ROx平衡影响的模拟分析

作者：方降龙; 王峰^*; 汪健伟; 司景; 张慧风; 孙喆; 翟菁

来源：环境化学, 2023, 42(12): 4416-4428.

• 挥发性有机化合物(VOCs)
• 源强不确定性
• 自由基(ROx)
• WRF-Chem模式
• 城市群

本文对区域空气质量模式WRF-Chem主要化学模块进行了改进，定量输出大气关键自由基(ROx=OH+HO2+RO2)参与反应的主要化学过程生成率、损耗率与相关收支平衡量，为无法定量分析和比较VOCs源强的不确定性对ROx平衡影响提供了一种新的定量分析方法，由此可减小污染防治中臭氧生成敏感区的误判，有助于完善开展快速城市群建设背景下大气环境效应的研究体系.人为VOCs排放源(AVOCs)增加(减少)68%后，三大城市群中OH、HO2和RO2生成率增幅达到4%—280%(对应减少为2%—80%)，以北京、上海、广州为三大城市群代表的城市ROx初级生成率增幅达到35%—48%(对应减少为26%—39%). 3个城市中，ROx生成率贡献最大的两类化学过程均为O1D+H2O和HCHO,ALD2等的光解，ROx损耗主要关联的化学过程为OH+NO2(占比达71%—85%).分析表明，当AVOCs源增加68%之后，ROx白天月平均浓度在京津冀、长三角、珠三角的增幅OH为4%—48%、 4%—52%与4%—44%, HO2为10%—120%、 10%—140%与10%—120%, RO2为20%—280%、20%—240%与10%—140%，以大气边界层内ROx白天经向月均值增幅计算，OH为1%—5%,HO2为4%—16%,RO2为6%—26%. AVOCs源排放量增加68%后，导致ROx收支平衡发生变化，直接影响与NOx反应的ROx的损耗率(Ln)和ROx的生成率(Q)值，部分地区从VOCs敏感区转变为NOx敏感区，这意味着AVOCs排放源的低估导致VOCs敏感区的夸大，从而降低O3调控对策的有效性，从而也说明VOCs的不确定性导致的ROx的变化对局地污染防控策略制定影响重大.

• 单位
  安徽省气象科学研究所