Published March 22, 2023
| Version v1
Publication
Open
Effects of biogenic volatile organic compounds and anthropogenic NOx emissions on O3 and PM2.5 formation over the northern region of Thailand
Creators
- 1. Maejo University
- 2. National Astronomical Research Institute of Thailand
- 3. Chiang Mai University
Description
Biogenic volatile organic compounds (BVOC), which are mainly emitted from plants, are a major precursor for the formation of ground-level ozone (O 3 ) and secondary organic aerosols (SOA). In the northern region of Thailand, 63.8% of the land area is covered by forests. Herein we investigated the effects of biogenic volatile organic compounds (BVOC) emitted from plants and anthropogenic NO x emissions on ground-level ozone (O 3 ) and fine particulate matters (PM 2.5 ) formation. The Weather Research and Forecasting Model coupled with Chemistry (WRF-Chem Model) was applied to simulate three scenarios including baseline, noBio and modiAntho simulations. The modeling results over the northern region of Thailand indicate that BVOC emissions over the northern region of Thailand contributed only 5.3%–5.6% of the total concentrations of PM 2.5 and BVOC had a direct relationship to glyoxal and SOA of glyoxal. The comparison between the observed and the modeled isoprene over the study site showed an underestimation (3- to 4-folds) of the simulated concentrations during the study period (June and November 2021). In June, decreases in anthropogenic NO x emissions by 40% led to PM 2.5 reductions (5.3%), which corresponded to a zero BVOC emission scenario. While higher PM 2.5 reductions (5.6%) were found to be caused by anthropogenic NO x reductions in November, small increases in PM 2.5 were observed over the area near a power plant located in Lampang Province. Therefore, both VOC and NO x emission controls may be necessary for areas near the lignite mine and power plant. Since the areas within the vicinity of the power plant were under VOC-limited regimes, while the other areas were determined to be NO x -limited.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
المركبات العضوية المتطايرة الحيوية (BVOC)، والتي تنبعث بشكل رئيسي من النباتات، هي سلائف رئيسية لتشكيل الأوزون على مستوى الأرض (O 3 ) والهباء الجوي العضوي الثانوي (SOA). في المنطقة الشمالية من تايلاند، تغطي الغابات 63.8 ٪ من مساحة الأرض. هنا قمنا بالتحقيق في آثار المركبات العضوية المتطايرة الحيوية (BVOC) المنبعثة من النباتات وانبعاثات NO x البشرية المنشأ على تكوين الأوزون على مستوى الأرض (O 3 ) والجسيمات الدقيقة (PM 2.5 ). تم تطبيق نموذج أبحاث الطقس والتنبؤ به إلى جانب الكيمياء (نموذج WRF - Chem) لمحاكاة ثلاثة سيناريوهات بما في ذلك محاكاة خط الأساس و noBio و modiAntho. تشير نتائج النمذجة على المنطقة الشمالية من تايلاند إلى أن انبعاثات BVOC على المنطقة الشمالية من تايلاند ساهمت بنسبة 5.3 ٪-5.6 ٪ فقط من إجمالي تركيزات PM 2.5 و BVOC كان لها علاقة مباشرة بالجليوكسال و SOA من الجليوكسال. أظهرت المقارنة بين الأيزوبرين المرصود والمنمذج على موقع الدراسة تقديرًا أقل (من 3 إلى 4 أضعاف) للتركيزات المحاكاة خلال فترة الدراسة (يونيو ونوفمبر 2021). في يونيو، أدت الانخفاضات في انبعاثات أكسيد النيتروز البشرية المنشأ بنسبة 40 ٪ إلى تخفيضات في الجسيمات الدقيقة 2.5 (5.3 ٪)، وهو ما يتوافق مع سيناريو صفر لانبعاثات المركبات العضوية المتطايرة. في حين تم العثور على انخفاضات أعلى في الجسيمات الدقيقة 2.5 (5.6 ٪) بسبب تخفيضات أكسيد النيتروجين البشرية المنشأ في نوفمبر، لوحظت زيادات طفيفة في الجسيمات الدقيقة 2.5 فوق المنطقة بالقرب من محطة توليد كهرباء تقع في مقاطعة لامبانغ. لذلك، قد تكون كل من عناصر التحكم في انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة وانبعاثات NO x ضرورية للمناطق القريبة من منجم الليجنيت ومحطة الطاقة. نظرًا لأن المناطق الواقعة بالقرب من محطة الطاقة كانت خاضعة لأنظمة محدودة بالمركبات العضوية المتطايرة، في حين تم تحديد المناطق الأخرى على أنها غير محدودة بالمركبات العضوية المتطايرة.Translated Description (French)
Les composés organiques volatils biogènes (COVB), qui sont principalement émis par les plantes, sont un précurseur majeur de la formation d'ozone troposphérique (O 3 ) et d'aérosols organiques secondaires (AOS). Dans la région nord de la Thaïlande, 63,8 % de la superficie terrestre est couverte de forêts. Ici, nous avons étudié les effets des composés organiques volatils biogéniques (COVB) émis par les plantes et les émissions anthropiques de NO x sur la formation d'ozone troposphérique (O 3 ) et de particules fines (PM 2,5 ). Le modèle de recherche et de prévision météorologiques couplé à la chimie (modèle WRF-Chem) a été appliqué pour simuler trois scénarios, notamment des simulations de référence, noBio et modiAntho. Les résultats de la modélisation dans la région nord de la Thaïlande indiquent que les émissions de COVB dans la région nord de la Thaïlande ne représentaient que 5,3 % à 5,6 % des concentrations totales de PM 2,5 et que les COVB avaient une relation directe avec le glyoxal et l'AOS du glyoxal. La comparaison entre l'isoprène observé et l'isoprène modélisé sur le site d'étude a montré une sous-estimation (3 à 4 fois) des concentrations simulées au cours de la période d'étude (juin et novembre 2021). En juin, les réductions des émissions anthropiques de NO x de 40 % ont conduit à des réductions de PM 2,5 (5,3 %), ce qui correspondait à un scénario d'émission de BVOC nulle. Bien que des réductions plus élevées des PM 2,5 (5,6 %) aient été causées par des réductions anthropiques des NOx en novembre, de petites augmentations des PM 2,5 ont été observées dans la zone proche d'une centrale électrique située dans la province de Lampang. Par conséquent, des contrôles des émissions de COV et de NO x peuvent être nécessaires pour les zones proches de la mine de lignite et de la centrale électrique. Étant donné que les zones à proximité de la centrale électrique étaient sous des régimes limités en COV, alors que les autres zones ont été déterminées comme étant limitées en NO x.Translated Description (Spanish)
Los compuestos orgánicos volátiles biogénicos (BVOC), que se emiten principalmente de las plantas, son un precursor importante para la formación de ozono a nivel del suelo (O 3 ) y aerosoles orgánicos secundarios (SOA). En la región norte de Tailandia, el 63,8% de la superficie terrestre está cubierta por bosques. Aquí investigamos los efectos de los compuestos orgánicos volátiles biogénicos (BVOC) emitidos por las plantas y las emisiones antropogénicas de NO x en la formación de ozono a nivel del suelo (O 3 ) y partículas finas (PM 2.5 ). El modelo de investigación y pronóstico meteorológico junto con la química (modelo WRF-Chem) se aplicó para simular tres escenarios, incluidas las simulaciones de referencia, noBio y modiAntho. Los resultados del modelado en la región norte de Tailandia indican que las emisiones de BVOC en la región norte de Tailandia contribuyeron solo con 5.3%–5.6% de las concentraciones totales de PM 2.5 y BVOC tuvo una relación directa con glioxal y SOA de glioxal. La comparación entre el isopreno observado y el modelado sobre el sitio de estudio mostró una subestimación (de 3 a 4 veces) de las concentraciones simuladas durante el período de estudio (junio y noviembre de 2021). En junio, las disminuciones en las emisiones antropogénicas de NO x en un 40% condujeron a reducciones de PM 2,5 (5,3%), que correspondieron a un escenario de cero emisiones de BVOC. Si bien se encontró que las mayores reducciones de PM 2.5 (5.6%) fueron causadas por reducciones antropogénicas de NO x en noviembre, se observaron pequeños aumentos en PM 2.5 en el área cerca de una planta de energía ubicada en la provincia de Lampang. Por lo tanto, los controles de emisiones de COV y NO x pueden ser necesarios para las áreas cercanas a la mina de lignito y la planta de energía. Dado que las áreas dentro de las cercanías de la planta de energía estaban bajo regímenes limitados de COV, mientras que se determinó que las otras áreas eran NO x -limitadas.Files
pdf.pdf
Files
(2.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:356ac1fe04948787fb60f3b58ac2803f
|
2.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- آثار المركبات العضوية المتطايرة الحيوية المنشأ وانبعاثات أكاسيد النيتروجين البشرية المنشأ على تكوين O3 و PM2.5 على المنطقة الشمالية من تايلاند
- Translated title (French)
- Effets des composés organiques volatils biogènes et des émissions anthropiques de NOx sur la formation d'O3 et de PM2,5 dans la région nord de la Thaïlande
- Translated title (Spanish)
- Efectos de los compuestos orgánicos volátiles biogénicos y las emisiones antropogénicas de NOx en la formación de O3 y PM2.5 en la región norte de Tailandia
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4353082119
- DOI
- 10.3389/fenvs.2023.1146437
References
- https://openalex.org/W1909100498
- https://openalex.org/W1978316624
- https://openalex.org/W19832845
- https://openalex.org/W1988896125
- https://openalex.org/W1999909669
- https://openalex.org/W2020857572
- https://openalex.org/W2026841279
- https://openalex.org/W2044520109
- https://openalex.org/W2056188366
- https://openalex.org/W2057305337
- https://openalex.org/W2060825729
- https://openalex.org/W2067209936
- https://openalex.org/W2072410985
- https://openalex.org/W2073767379
- https://openalex.org/W2098921391
- https://openalex.org/W2110179017
- https://openalex.org/W2116507044
- https://openalex.org/W2118788324
- https://openalex.org/W2121025662
- https://openalex.org/W2122062630
- https://openalex.org/W2122574093
- https://openalex.org/W2124731444
- https://openalex.org/W2152811544
- https://openalex.org/W2160741281
- https://openalex.org/W2165160733
- https://openalex.org/W2170360227
- https://openalex.org/W2335969118
- https://openalex.org/W2470029882
- https://openalex.org/W2510512575
- https://openalex.org/W2559688347
- https://openalex.org/W2560520483
- https://openalex.org/W2755660747
- https://openalex.org/W2944505580
- https://openalex.org/W2955601895
- https://openalex.org/W2964821748
- https://openalex.org/W2980914262
- https://openalex.org/W3092207464
- https://openalex.org/W3152615709
- https://openalex.org/W3158470716
- https://openalex.org/W3196623266
- https://openalex.org/W4253857443
- https://openalex.org/W623135994