城市机动车尾气的直接氨排放及其氮同位素特征值开题报告
2022-01-16 20:24:55
全文总字数:6168字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
氨气(nh3),是一种无色有强烈刺激性气味的气体。氨是大气中含量最丰富的碱性气体,其排放后易与空气中的致酸前体物so2、nox反应生成(nh4)2so4、nh4hso4、nh4no3等铵盐,约占pm2.5质量浓度的一半或者更高[1]-[3],这些铵盐对雾霾的形成起到了极大地促进作用[4]。长期以来,公众普遍将雾霾的来源简化为工业污染气体排放、燃煤污染、外来输送及施工扬尘等。但本质是由于以nh3、so2和nox等为前体形成的二次颗粒物拥有较强的消光性,影响了能见度,致使灰霾天出现。所以从大气化学的微观角度出发,氨排放才是导致雾霾频发的主要原因之一。
氨的排放源分为人为源和自然源[7]。人为源分为农业源和非农业源,农业源主要来畜禽养殖和氮肥施用,非农业源主要来自氮肥生产、合成氨、生物质燃烧以及交通源等。自然源主要来自土壤的生物过程和野生动植物的新陈代谢等[8]。其中农业源是大气中氨的主要排放源,而机动车尾气排放产生的氨所占比重不大。根据美国环保部epa 2007报告显示,2006年全美86%的氨气来源于农业和自然源,机动车尾气排放只占约8%。虽然机动车的尾气氨排放较之全国氨总排放量为小,但在面积相对狭小的城市地区机动车高度密集,所以机动车尾气氨对城市大气环境的影响我们不能忽略,而我国针对机动车的氨排放,尤其是尾气的直接氨排放研究还比较少。随着经济发展,我国各地区机动车保有量不断增加,机动车尾气中氨排放量也因此会大大增加,对机动车尾气氨的研究势在必行。本研究以此为背景,通过实验讨论南京市机动车氨排放特征及其对环境氨的影响水平并且结合同位素方法追究不同车辆的同位素特征值。
2. 研究的基本内容
本文基于原位实验选取不同类型的轻型机动车,通过采集并测定机动车尾气中的氨浓度,并且进行同位素分析,研究机动车尾气中氨排放的影响因素,并与南京地区环境氨浓度进行对比,初步了解机动车尾气氨对城市氨的贡献以及机动车氨排放的氮同位素特征值。
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基于现有的实验条件,设计实验对轻型机动车尾气中的氨进行采集,测定尾气氨浓度。
- 根据收集到的氨氮浓度,进行同位素分析,确定其N同位素特征值。
- 现场采样记录参与实验车辆的具体信息,包括车型、排量、车龄(生产日期)、行驶里程等相关数据。
- 利用南京信息工程大学的在线气体与气溶胶成分监测仪(IGAC),获得实验期间环境氨浓度数据,并与所采集的机动车尾气氨浓度进行对比分析。
- 综上,研究分析机动车尾气中氨浓度与机动车各要素之间的影响关系以及机动车同位素特征,并初步了解机动车尾气氨排放对城市大气氨排放的贡献。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
一.实验设计
1尾气中氨的收集:
采用改良后的美国环保部 us epa method 207.1(determination of ammonia emissions from stationary sources),用抽成真空的采气瓶吸收机动车尾气中的氨,全程不混入环境氨和装置自身的氨截留。氨的吸收液为0.05 mol l-1的硫酸溶液。
4. 参考文献
[1] guo s, hu m, zamora m l, et al. elucidating severe urban haze formation in china[j]. proceedings of the national academy of science, 2014, 111(49): 17373-17378.
[2] huang r j, zhang y, bozzetti c, et al. high secondary aerosol contribution to particulate pollution during haze events in china[j]. nature, 2014, 514(7521): 218-222.
[3] p?schl u. atmospheric aerosols: composition, transformation, climate and health effects[j]. angewandte chemie, 2005, 44, (46): 7520-7540.