為什麼北京 PM2.5 不高的時候,臭氧含量很高呢?
謝邀,主要是因為NOx和O3的濃度變化會呈現一定的負相關性。
如上圖,具體涉及到的光化學反應比較複雜,大致說一下,可能不太全面:NO的氧化,- NO + O3 → NO2 + O2 (1)
NO2的光解,
- NO2 + hν → NO+O (2)
- O + O2 + M → O3 +M (3)
(2) + (3)可得到總反應,
- NO2 + hν + O2 → NO + O3 (4)
單看(1)和(4)貌似O3和NOx濃度都不會變化(可看做互為可逆),當然兩個反應的速率會有所不同,然而最重要的是大氣中還會有大量碳氫化合物,會被·OH自由基、O和O3氧化生成各種自由基 (如RO2·),
- RH + ·OH + O2 → R·+ H2O (5)
- R· + O2 → RO2· (6)
而RO2·可以取代O3氧化NO ,
- RO2· + NO → NO2 + RO· (7)
從而造成O3的凈積累和NO濃度的降低。上圖中沒有發生NO2的積累,可能的去向一是生成硝酸和硝酸鹽,
- NO2 + ·OH → HNO3 (8) (白天)
- NO2 + O3 → NO3 + O2 (9)
- NO3 + NO2 → N2O5 (10)
- N2O5 + H2O(aq) → HNO3(aq) (11) (9-11晚上)
二是生成過氧乙醯硝酸酯(PAN)類物,
- CH3C·HOO· + O2 → CH3C(O)OO·(過氧醯基) + ·OH (12)
- CH3C(O)OO· + NO2 → CH3C(O)OONO2 (PAN) (13)
其中CH3C·HOO·為丙烯與O3反應生成的雙自由基。
把(1)和(4)可逆的那一部分抵消掉,整個過程可以簡單概括如下:早上交通高峰使NO和碳氫化合物濃度達到峰值,碳氫化合物反應生成自由基(5-6),氧化NO生成NO2(主要是7,1被4抵消掉),NO濃度下降。此後光照增強,NO2 部分光解生成O3 (4),O3濃度上升,午後光照最強時達到峰值。同時NO2 部分轉化為HNO3 (8)或/和PAN類物(12-13),維持其濃度基本不變。夜間NO2光解停滯,NO 氧化消耗O3 生成NO2 (主要是反應1,由於缺乏光照,來源於O3光解的·OH自由基濃度迅速下降,反應5,6,7,8,12,13停滯),O3 濃度下降,而夜間柴油車尾氣的大量排放會造成NO濃度的又一個高峰。NO的轉化會使NO2濃度略有上升,但是NO2會通過反應(9-11)轉化為HNO3和硝酸鹽。最終結果造成的就是O3 和NOx濃度的負相關關係。
說得亂七八糟的,放棄╮(╯_╰)╭
此外PM2.5濃度也可能和O3濃度呈現一定的負相關性,因為NOx濃度上升會造成硝酸鹽二次顆粒物的上升,貢獻一部分PM2.5。且PM2.5上升帶來的能見度降低可能會抑制O3的生成。
如果看AQI的話,O3權重較小,NOx權重較大,PM2.5權重最大,所以題主的說法大致可能是靠譜的。
謝邀。
首先這個問題問得有問題(拗口),臭氧本身就是一種典型大氣污染物,而且就屬於空氣質量指數AQI計算要求的要素之一。如果臭氧很高的話,臭氧就是首要污染物,空氣質量怎麼可能挺好?如果空氣質量挺好的話,那就說明在列的各種大氣污染要素都不高,PM2.5不高,臭氧也不高,氮氧化物也不高,SO2也不高,等等,那臭氧又怎麼可能很高?我猜題主的意思是「為什麼PM2.5不高的時候,臭氧就高?」。因為現在一報道空氣質量就對準PM2.5,以至於很多人都已經默認空氣質量=PM2.5了。
要說明的是,空氣懸浮顆粒(含PM2.5)與臭氧的負相關關係是比較弱的。不是說完全沒有,比如從北京年平均統計的地理分布來看,PM2.5北低南高,而臭氧北高南低。從原理上說,空氣懸浮顆粒對陽光有遮蔽作用,降低了氮氧化物的光化學反應,減少了臭氧的釋放。
但是,二次反應非常複雜,不是簡單線性關係,現在科學界也沒搞清楚,還在探索階段。所以結果並不能呈現顯著的負相關關係。控制排放對於降低PM2.5和降低臭氧都是最根本的手段,兩者並非此消彼長。空氣好,臭氧高主要出現在夏季夏季擴散條件好,顆粒物等污染物在夏季明顯偏低,這是容易出現空氣好的原因臭氧的生成一個重要因素是氣溫,而夏季氣溫高,臭氧就容易生成,所以臭氧就高所以,空氣質量挺好的時候臭氧容易挺高
似乎問題被修改過 我現在看到的問題是
為什麼北京 PM2.5 不高的時候,臭氧含量很高呢?——————————————————————————首先,想到了那句話不問是不是直接問為什麼的問題都是耍流氓。事實上,PM2.5是顆粒污染物,而臭氧是氣態污染物。二者之間應該是沒有明顯的直接相關關係的。也就是說 題主描述的現象並不一定是普遍的。相反的,根據某些研究[1],在夏季持續高溫期間,北京市的細粒子(PM2.5)濃度和臭氧濃度有可能都很高。
當然我說的是沒有直接聯繫,也就是說PM2.5的固體顆粒一般不會和臭氧直接發生反應,但是我們知道光化學的反應是十分複雜的,具體反應這裡不談。題主的問題 北京 PM2.5 不高的時候,臭氧含量很高這種現象 應該是可以發生的,可以討論一下這種情況發生的可能原因。
按照我的理解,如果不是發生光化學污染事件等情況,一般臭氧濃度和氣溫是有很好的正相關性的[2],因此大概可以默認臭氧含量很高的情況一般發生在夏季,而北京夏季又是什麼天氣形勢呢? 一般大形勢應該都是受到西太平洋副高脊的影響,在它的影響下本地氣流流通應該是流通十分活躍的,這就使PM2.5的擴散十分方便。而且夏季多雨,遇上下雨PM2.5的濃度低就更不用解釋了。
另外一點,北京冬季燃煤對PM2.5的貢獻是大大的!夏季PM2.5少了一大來源 濃度會低就更可以理解了。當然我的分析也肯定是不全面的,因為前文說了在夏季高溫期間,二者可能都很高。而根據我之前對其他地區的粗淺研究,兩者在不同的年份可能關係根本不一樣(所以這一段話感覺就是在打自己的臉呢!(╯‵□′)╯︵┻━┻)
因此可以簡短的回答答主的疑問:
為什麼?
巧了!
1.宋宇,唐孝炎,張遠航,等.夏季持續高溫天氣對北京市大氣細粒子(PM2.5 )的影響[J].環境科學,2002,23(4):33 -36.
2.唐孝炎,張遠航,邵敏.大氣環境化學[M].北京:高等教育出版社,2006.地球現在進行時:空氣質量之三城記
氮氧化物(NOx)和揮發性有機物(VOC)在陽光的作用下,產生臭氧。夏天空氣好的時候陽光也足。
而且。。。樹在高溫之下,會產生很多的VOC,進而產生臭氧。北京城市綠化率44.99%力爭2020年達到55%(圖)_新聞中心,北京綠化還是蠻好的。。。
臭氧含量高的話可能還會增加PM 2.5的含量哦!太高了,也不是好事
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