期刊信息
主办:北京理工大学;中国环境科学学会;中国职业安全健康协会
主管:中国兵器工业集团有限公司
ISSN:1009-6094
CN:11-4537/X
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.814499
数据库收录:
北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:环境科学与资源利用
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安全工程
春夏季温州雁荡山杉木林臭氧质量浓度垂直变化(3)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】由表1结果可知:春夏两季杉木林环境内,各高度臭氧质量浓度与气象因子相关性存在一定差异,其中温度、相对湿度、风速与臭氧质量浓度在两季相关性
由表1结果可知:春夏两季杉木林环境内,各高度臭氧质量浓度与气象因子相关性存在一定差异,其中温度、相对湿度、风速与臭氧质量浓度在两季相关性一致;但气压在春季与臭氧有显著相关性,然而夏季相关性不显著;光照强度与紫外辐射在春夏两季均与臭氧质量浓度无显著相关。一定程度下温度升高使臭氧质量浓度升高,其原因可能是,臭氧的生成和运输达到一定温度阈值后,促进杉木林内植物挥发物释放,同时加强光化学反应速率[18],形成空气湍流引起气体交换,进一步输入氮氧化物(NOx)等人为源。森林环境内可在一定程度起到增湿的作用。林内水汽增加,提升臭氧的光化学消耗,在对流层中水汽与臭氧的反应起到汇的作用,反应生成的自由基也是大气光化学过程的重要触发机制。风速对于臭氧质量浓度的积累通常与其传输特质有关,林内风速增大,垂直动量输送加强,有利于近地面层臭氧向林内输送。另外,风速越大湍流作用越强,越有利于光化学反应速率的提升。
3 结论与讨论
3.1 讨论
3.1.1 雁荡山杉木林环境臭氧质量浓度总体低于温州市区环境臭氧质量浓度的原因分析 与温州市区内春夏最大 8 h 均值 164 μg·m-3(5 月 173 μg·m-3, 8 月 155 μg·m-3)相比, H1, H2和 H3臭氧质量浓度分别低于市区117.50%,67.79%和40.95%。说明杉木林总体环境臭氧质量浓度与温州市区内相比更清洁,其原因可能有2个方面:一方面是森林植物自身的削减作用,当植物进行呼吸作用时,臭氧随植物呼吸进入植物叶片细胞间隙,植物消耗、吸收部分臭氧,降低林内臭氧质量浓度;另一方面,可能是由于雁荡山所处地理位置与城市人为源区距离较远,臭氧前体物气团在长距离输送过程中,一部分通过重力或者垂直运动作用与植物、地面 (土壤)相碰撞,从而被捕获或被表面吸附吸收,成为干沉降(其去除途径量级与平流层臭氧的输入量相当),一部分直接进行光化学反应形成臭氧,只有少部分到达林内进一步反应生成臭氧。虽然植物排放的BVOC(植物挥发性有机化合物)与AVOC(人为源挥发性有机化合物)相比更具有反应活性[19],但台州地区对不同植被类型BVOC排放的研究表明[20]:杉木林排放强度仅为建成区的40.44%。臭氧生成量和生成速率不仅和VOCs(挥发性有机化合物)浓度有关,也与NOx和VOCs比值有很强的非线性关系[21],主要表现为VOCs/NOx较高,臭氧生成受NOx控制。反之亦然。从污染较为严重的城市(温州市区)到相对清洁的地区,随着NOx减少,臭氧生成会从VOCs控制转为NOx控制[22],所以雁荡山杉木林内臭氧质量浓度与温州市区相比偏低可能也与林内NOx较低有关。此外,王自发等[23]和STREETS等[24]对臭氧污染模拟研究发现:由于周边地区向研究地及其远郊输送污染物,其贡献率可达20%~60%,同时表明,受周边地区输送污染物的影响,研究地远郊的污染天数高于市区内,说明雁荡山杉木林在外界输送的污染量有可能大于温州市区的情况下,仍能吸收消耗部分臭氧,使整体浓度保持较优水平。
3.1.2 杉木林臭氧质量浓度春季高于夏季的原因分析 目前,对于臭氧浓度季节变化的研究结果主要分为2类:其一是夏季臭氧浓度为年最大值;其二是春季臭氧浓度为年最大值[25]。出现这一现象的原因可能与所研究地区所处背景环境洁净度、与高浓度污染区域的输送程度,以及局地光化学产生的速率有关。北半球多为人类活动直接影响较小的地区,近地层臭氧以春季为全年最高[26];苏彬彬[17]对华东森林及高山背景区域臭氧浓度研究发现:4月最高1月最低,且有较为明显的季节性变化,由高到低依次为春季,夏季,秋季,冬季,认为其产生季节性变化最主要的原因是:地面臭氧作为一种二次污染物,需要氮氧化物、一氧化碳和挥发性有机物在光照条件下生成,因此光照和温度是最为重要的外界环境;侯雪伟等[27]对低纬度,中纬度及高纬度清洁背景区臭氧浓度季节变化进行研究,发现近地层臭氧春季高、夏季低是广泛存在的现象;也有研究表明:森林地区夏季植物生长旺盛,能降低臭氧浓度[28]。但同样有不少研究表明[18,29]:由于夏季的太阳辐射强度较强,平均日照时间和平均气温全年最高,臭氧极高值经常出现而导致夏季浓度整体偏高。虽然森林背景下植物挥发物是臭氧的前体物,是提升臭氧浓度的主要因素,但是本研究中即使在夏季高温、高辐射等有利于臭氧光化学反应的条件下,夏季臭氧质量浓度仍低于春季,说明城市森林环境内植物挥发物作为前体物生成的臭氧并不是林内臭氧浓度变化的主导因素,造成春季臭氧质量浓度高于夏季的原因,主要由于背景环境洁净度和高浓度污染区域的输送。
文章来源:《安全与环境学报》 网址: http://www.aqyhjxb.cn/qikandaodu/2020/1012/346.html