[发明专利]一种基于化学动力学-受体模型融合技术的VOCs来源解析方法

权利要求书

1.一种基于化学动力学-受体模型融合技术的VOCs来源解析方法，包括以下步骤：

(1)在线数据的前处理及输入；

(2)化学动力学参数的计算：考虑化学动力学对传输过程的影响，自动计算反应速率常数k、传输过程中的反应时间Δt以及参与反应的OH自由基浓度；

(3)计算源排放初始VOCs及消耗VOCs浓度：利用上述数据，经计算获得源排放初始VOCs混合比，而消耗VOCs浓度就等于初始VOCs与观测VOCs的差值；

(4)PMF/ME2模型参数设置：基础设置和源谱特征约束；

(5)PTT-PMF模型参数设置：包括基础设置和实测源成分谱设置；

(6)计算源贡献：以计算得到的源排放初始VOCs作为输入数据纳入PMF/ME2模型可得源贡献矩阵1，随之利用计算出的源成分谱纳入PTT-PMF模型，得源贡献矩阵2，两种模型结果互相验证；

步骤(5)是将PMF/ME2模型输出的源成分谱矩阵作为实测源成分谱纳入PTT-PMF模型，经计算得到初始的因子成分谱和因子贡献，用归一化的实测源谱和实际源贡献对其替换，得到初始计算结果；基础设置包括：行、列数；选择因子个数；设置模型不确定性参数。

2.根据权利要求1所述的基于化学动力学-受体模型融合技术的VOCs来源解析方法，其特征在于：步骤(1)在线数据的前处理及输入：是利用在线监测仪器监测的VOCs浓度及气象参数，包括但不限于温度、太阳辐射，构建多组分在线数据，为模型输入数据做准备。

3.根据权利要求1所述的基于化学动力学-受体模型融合技术的VOCs来源解析方法，其特征在于步骤(2)化学动力学参数的计算中：

估算反应速率常数k：输入不同VOCs物种的有关参数，根据阿伦尼乌斯表达式，VOCs的速率常数可以由等式(1)和(2)估算；

k_OH＝ATⁿe^-B/T (1)

k_OH＝Ae^-B/T (2)

这里k_OH是VOCs物种与OH自由基反应的速率常数，单位是(cm³·molecule^-1·s^-1)；A是Arrhenius常数，称为指前因子，单位与k_OH相同；B是实验活化能E_a与摩尔气体常数R的比值，K；T代表环境温度，K；n是系数，一般取n＝2；

对于烷烃，建议的温度依赖表达式是用三参数表达式(1)表示，烯烃、炔烃、芳香烃用等式(2)；

估算OH自由基浓度：根据观测的太阳辐射量和O₃浓度，分别估算了昼、夜两种不同情况下的OH自由基浓度；

[OH]＝(0.0012O₃+0.013)×2.46×10⁷ (3)

这里[OH]是OH自由的浓度，单位是molecule/cm³；O₃是指环境中检测到的O₃浓度，单位是ppbv；

估算反应时长Δt：考虑VOCs的衰减率，假设源排放初始VOCs浓度＝1ppbv，采用k和OH的月均值参与计算，当观测浓度降至源排放初始浓度的90％及以上时，认为VOCs物种反应完全；以24h为一个传输周期，反应时间不足白天总时长的，剩余反应时间按累计最大值计算；反之，反应时间超出白天总时长的不考虑，最终得到满足条件的反应时间Δt。

4.根据权利要求1所述的基于化学动力学-受体模型融合技术的VOCs来源解析方法，其特征在于：步骤(4)是将特征物种比值输入到PMF/ME2模型，反映实际源谱中的物理特征，其中基础设置包括：行、列数；选择因子个数；设置模型不确定性参数；源谱特征约束是添加特征化合物比值作源谱特征约束。

5.根据权利要求1所述的基于化学动力学-受体模型融合技术的VOCs来源解析方法，其特征在于：VOCs的观测数据用作输入数据的前处理。