1. IntroductionDelhi is one of the

1. Introduction
Delhi is one of the most populated metropolis in the world with
a population of about 16.7 million at a density of 11,297 persons per
km2 in 2011. Along with the surrounding urban region, known as
the National Capital Region (NCR), it is India's largest and the
world's second largest urban agglomeration with a population of
about 22.2 million (Census of India, 2011). Delhi has a decadal
population growth rate of 20.96%. Delhi had approximately 5.1
million motor vehicles in 2007 (Department of Transport, Delhi,
2007), and more than 100,000 petrol and diesel vehicles were
since then added annually. Delhi has seen rapid urbanization
associated with the industrialization where growing demands for
energy over the last two decades, which has caused an increase in
the number of vehicles, industrial and power sectors in the NCR. As
a result, Delhi continually suffers from serious air pollution problems,
with high levels of nitrogen oxides (NOx ¼ NO þ NO2), ozone
(O3), black carbon (BC) and particulate matter (PM) (MoEFF, 1997;
Gurjar and Lelieveld, 2005; Gurjar et al., 2008; Jain et al., 2005;
Ghude et al., 2009). Vehicular exhaust in and around Delhi is the
dominant contributor to the photochemistry of NOx (precursors of
ozone).
In the past, photochemistry of NOx within the planetary
boundary layer has been investigated in detail in different regions * Corresponding author.
E-mail addresses: [e-mail], [e-mail] (D.M. Chate).
Contents lists available at ScienceDirect
Atmospheric Environment
journal homepage: www.elsevier.com/locate/atmosenv
http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.07.054
1352-2310/© 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Atmospheric Environment 96 (2014) 353e358
of the world (Trebs et al., 2012 and references therein). It is also well
known that NOx acts as a key catalyst in the formation of tropospheric
ozone (e.g. Crutzen and Lelieveld, 2001). When other
competing reactions are absent in the troposphere, a dynamic
equilibrium between NO, NO2, and O3 is established during the
daytime (Seinfeld and Pandis, 2006). NO in the troposphere is
converted to NO2 by reaction with O3 and this NO2 is photolysed
back to NO and O(3
P), which in turn reacts with background oxygen
to give ozone e resulting in an equilibrium that can be described as:
NO þ O3 / NO2 þ O2 (1)
NO2 þ hn / NO þ O(3
P) (for l < 420 nm) (2)
O(3
P) þ O2 þ M / O3 þ M (3)
This equilibrium, limited by reactions (1) and (2), is established
on a timescale of a few hundred seconds depending on the environmental
conditions and is known as the Photo Stationary State
(PSS) (Leighton, 1961). The equilibrium is sensitive to the flux of
photons associated with radiation of the appropriate wavelength to
photolyse NO2 and fresh emissions of NO from sources such as
motorised vehicles. The net result of these reactions is a null cycle
and when PSS is assumed, the O3 concentration can be predicted
by:
½O3 ¼ jNO2 ½NO2
k1½NO (4)
where, jNO2 (s1
) is the photolysis rate of NO2, and k1
(cm3 molecule1 s
1
) is the temperature dependent rate constant
for the reaction between NO and O3 (1.4  1012 exp (1310/T))
(Atkinson et al., 2004). The Leighton ratio, F (Leighton, 1961) can
then be calculated as:
f ¼ jNO2 ½NO2
k1½NO½O3 (5)
Numerous studies have investigated adherence to/deviation
from F approximately equal to unity (e.g. Carpenter et al., 1998;
Thornton et al., 2002; Volz-Thomas et al., 2003; Griffin et al.,
2007). In general, it has been shown that in areas with high NOx
levels, F values are consistently close to unity (Calvert and
Stockwell, 1983; Shetter et al., 1983; Parrish et al., 1994; Yang
et al., 2004). Over some rural locations with high photolytic activity,
the F value ranges from 1.2 to approximately 3.0 (Ridley et al.,
1992; Cantrell et al., 1997; Hauglustaine et al., 1996; Rohrer et al.,
1998, Hosaynali et al., 2011). Values less than one are seen in
areas of fresh NO emissions or times when there are rapid changes
in jNO2 , suggesting that the PSS is not achieved.
Satellite observations have shown an increasing trend of
tropospheric column NO2 over Delhi and surrounding industrial
region (Ghude et al., 2008, 2009; Hilboll et al., 2013). Increasing
trend in column amount of NO2 over this region was mainly due to
the increasing vehicle numbers and industrialisation in and around
and cities (Ghude et al., 2013). Ground-based measurements within
urban areas in India have shown higher O3 values during photochemically
active seasons (Naja and Lal, 2002; Jain et al., 2005;
Ghude et al., 2006). On one hand, ozone production rates can be
orders of magnitude higher within the megacities compared to the
semi-polluted air in the outskirts, but on the other hand, there are
also effective removal processes such as titration of O3 with freshly
emitted NO. In Delhi, urban centres (road junctions, the traffic insertions
or signalized roadways) create urban emission hotspots
because vehicles spend more time at these locations (Kanlindkar,
2007). Emissions of NOx and other pollutants are higher at these
hotspots compared to other areas in Delhi (Sahu et al., 2011). Higher
emissions at these urban centres are thought to have significant
influence on the photochemistry and hence on the O3, NO and NO2
levels, PSS and F values.
As a part of the System of Air Quality Forecasting And Research
(SAFAR, http://safar.tropmet.res.in/) project, a network of Air
Quality Monitoring Stations (AQMS) and Automatic Weather Stations
(AWS) was established in 2010 in and around Delhi. The air
quality and weather data collected from these sites offer us a
unique opportunity to examine the difference in the PSS and F at
high spatial resolution within the city of Delhi. Here, we investigate
through observations, for the first time, the role of urban centres
and meteorological conditions on the variability in the area-specific
O3, NO and NO2 levels, adherence to/deviation from F equal to
unity based on observed and calculated O3 levels in Delhi, by
comparing different sites within the same city.
2.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำเดลีเป็นหนึ่งในเมืองที่มีประชากรมากที่สุดในโลกด้วยประชากรประมาณ 16.7 ล้านที่ความหนาแน่น 11,297 คนต่อkm2 ในปี 2554 กับรอบข้างเมือง เรียกว่าการแห่งชาติทุนภูมิภาค (NCR), มันเป็นอินเดียที่ใหญ่ที่สุดและagglomeration เมืองใหญ่เป็นอันดับสองของโลก มีประชากรประมาณ 22.2 ล้าน (บ้านของอินเดีย 2011) เดลีได้ที่ decadalอัตราการเจริญเติบโตของประชากร 20.96% เดลีมีประมาณ 5.1ล้านคันในปี 2550 (กรมขนส่ง เดลลี2007), และรถยนต์เบนซินและดีเซลมากกว่า 100000หลังจากนั้นเพิ่มเป็นประจำทุกปี เดลีได้เห็นความเป็นเมืองอย่างรวดเร็วเกี่ยวข้องกับทวีความรุนแรงมากที่เติบโตต้องการพลังงานมากกว่าสองทศวรรษ ซึ่งทำให้มีการเพิ่มขึ้นจำนวนยานพาหนะ อุตสาหกรรมและภาคพลังงานใน NCR เป็นผล เดลีอย่างต่อเนื่อง suffers จากปัญหามลพิษทางอากาศที่ร้ายแรงระดับสูงของไนโตรเจนออกไซด์ (โรงแรมน็อกซ์¼þไม่มี NO2), โอโซน(O3), สีดำคาร์บอน (BC) และเรื่องฝุ่น (PM) (MoEFF, 1997Gurjar และ Lelieveld, 2005 Gurjar et al., 2008 เจนและ al., 2005Ghude et al., 2009) ไอเสียยานพาหนะคิรีในไช น่าเดลีเป็นผู้บริจาคหลักเคมีแสงของโรงแรมน็อกซ์ (precursors ของโอโซน)ในอดีต เคมีแสงของโรงแรมน็อกซ์ภายในดาวเคราะห์ชั้นขอบเขตมีการตรวจสอบในรายละเอียดในภูมิภาคต่าง ๆ * Corresponding ผู้เขียนที่อยู่อีเมล: การ [e-mail] (ฉัตร D.M.) ใน [e-mail]เนื้อหารายการ ScienceDirectสภาพแวดล้อมบรรยากาศหน้าแรกของสมุดรายวัน: www.elsevier.com/locate/atmosenvhttp://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.07.054แพงกว่า 2310 / © 2014 Elsevier จำกัด สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมดบรรยากาศสภาพแวดล้อม 96 (2014) 353e358ของโลก (Trebs et al., 2012 และอ้างอิง therein) ก็ยังดีรู้จักกันที่โรงแรมน็อกซ์ทำหน้าที่เป็น catalyst ที่สำคัญในการก่อตัวของ troposphericโอโซน (เช่น Crutzen และ Lelieveld, 2001) เมื่ออื่น ๆปฏิกิริยาแข่งขันจะขาดในโทรโพสเฟียร์ ก็สมดุลระหว่าง NO, NO2 และ O3 ถูกก่อตั้งขึ้นระหว่างการเวลากลางวัน (รี่ไซน์เฟลด์และ Pandis, 2006) ไม่ในโทรโพสเฟียร์เป็นแปลงเป็น NO2 โดยปฏิกิริยากับ O3 และ NO2 นี้ถูก photolysedกลับไปไม่ และ O (3P) ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนพื้นหลังการให้อีโอโซนเกิดสมดุลที่สามารถอธิบายเป็น:ไม่þ O3 / NO2 þ O2 (1)NO2 þ hn / O (3 þไม่P) (สำหรับ l < 420 nm) (2)O (3P) þ O2 þ M / þ O3 M (3)สร้างสมดุลนี้ จำกัด ด้วยปฏิกิริยา (1) และ (2),บนสเกลของร้อยกี่วินาทีตามที่สิ่งแวดล้อมเงื่อนไข และเป็นที่รู้จักกันเป็นสถานะภาพเขียน(PSS) (Leighton, 1961) สมดุลมีความไวต่อการไหลของphotons ที่เกี่ยวข้องกับรังสีความยาวคลื่นที่เหมาะสมกับphotolyse NO2 และสดปล่อยไม่มีจากแหล่งข้อมูลเช่นแบบยานพาหนะ ผลของปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นวงจรที่เป็น nullและเมื่อสันนิษฐาน PSS สามารถทำนายความเข้มข้นของ O3โดย:½O3 ¼ jNO2 ½NO2k1½NO (4), jNO2 (s 1) คืออัตรา photolysis ของ NO2, k1(cm3 โมเลกุล 1 s1) เป็นค่าคงอัตราขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสำหรับปฏิกิริยาระหว่าง NO และ O3 (1.4 10 12 exp (1310/T))(อันดับ et al., 2004) อัตราส่วน Leighton, F (Leighton, 1961) สามารถแล้ว คำนวณเป็น:½NO2 jNO2 f ¼k1½NO½O3 (5)การศึกษาจำนวนมากได้สืบสวนติดกับ / ส่วนเบี่ยงเบนจาก F ประมาณเท่ากับความสามัคคี (เช่นช่างไม้และ al., 1998ธอร์นตันและ al., 2002 Volz Thomas และ al., 2003 กริฟฟอน et al.,2007) . โดยทั่วไป มันได้รับการแสดงที่ในพื้นที่ที่มีโรงแรมน็อกซ์สูงระดับ ค่า F เป็นใกล้กับยูนิตี้ (Calvert และStockwell, 1983 Shetter และ al., 1983 Parrish et al., 1994 ยางร้อยเอ็ด al., 2004) ผ่านบางสถานที่ชนบทกับกิจกรรม photolytic สูงค่า F จาก 1.2 ช่วงประมาณ 3.0 (หญ้า et al.,1992 Cantrell et al., 1997 Hauglustaine et al., 1996 Rohrer et al.,ปี 1998, Hosaynali et al., 2011) ค่าหนึ่งน้อยกว่าที่เห็นในของสดไม่ปล่อยหรือเวลาเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วใน jNO2 การแนะนำว่า ทำไม่ได้ที่ PSSดาวเทียมสังเกตได้แสดงแนวโน้มการเพิ่มขึ้นของคอลัมน์ tropospheric NO2 เดลีและอุตสาหกรรมโดยรอบภูมิภาค (Ghude et al., 2008, 2009 Hilboll et al., 2013) เพิ่มขึ้นแนวโน้มในคอลัมน์จำนวน NO2 ทั่วภูมิภาคนี้ได้ส่วนใหญ่ครบกำหนดหมายเลขยานพาหนะเพิ่มขึ้นและ industrialisation สถานที่ สำคัญในและเมือง (Ghude et al., 2013) วัดจากพื้นดินภายในพื้นที่เขตเมืองในประเทศอินเดียได้แสดงค่าที่สูงกว่า O3 ในระหว่าง photochemicallyใช้งานซีซั่น (Naja และ Lal, 2002 เจนและ al., 2005Ghude และ al., 2006) บนมือหนึ่ง ราคาถูกที่ผลิตโอโซนได้อันดับของขนาดสูงภายในเมืองใหญ่ ๆ ได้แก่เปรียบเทียบกับการอากาศเสียกึ่งรอบนอก แต่ในทางกลับกัน มีนอกจากนี้ ประสิทธิภาพการกำจัดกระบวนเช่นการไทเทรตของ O3 มีสดหมายเลขการส่งออก ในเดลลี ศูนย์กลางเมือง (ถนน junctions แทรกจราจรหรือ signalized ภูเขา) สร้างฮอตสปอเล็ดรอดเมืองเนื่องจากรถเวลาที่สถานเหล่านี้ (Kanlindkar2007) ปล่อยโรงแรมน็อกซ์และสารมลพิษอื่น ๆ สูงกว่าที่เหล่านี้ฮอตสปอเมื่อเทียบกับพื้นที่อื่น ๆ ในเดลี (Sahu et al., 2011) สูงปล่อยที่ศูนย์เมืองเหล่านี้มีความคิดได้อย่างมีนัยสำคัญอิทธิพลในการเคมีแสง และดังนั้นบน O3, NO และ NO2ระดับ PSS และ F ค่าเป็นส่วนหนึ่งของระบบของอากาศคุณภาพการคาดการณ์และการวิจัย(เศาะฟัร http://safar.tropmet.res.in/) โครงการ เครือข่ายของอากาศสถานี (AQMS) ตรวจสอบคุณภาพ และสถานีตรวจอากาศอัตโนมัติ(AWS) ก่อตั้งขึ้นในปี 2553 ในไช น่าเดลี อากาศคุณภาพ และสภาพภูมิอากาศข้อมูลรวบรวมจากเว็บไซต์เหล่านี้ให้เราเป็นโอกาสที่จะตรวจสอบความแตกต่างของ PSS และ F ที่ความละเอียดพื้นที่สูงภายในเมืองเดลี ที่นี่ เราตรวจสอบโดยสังเกต ครั้งแรก บทบาทของศูนย์กลางเมืองและสภาพอุตุนิยมวิทยาเกี่ยวกับความแปรผันในเฉพาะพื้นที่O3, NO และ NO2 ระดับ ติดกับ / แตกต่างจาก F เท่ากับตามตรวจสอบ และคำนวณระดับ O3 ในเดลลีเปรียบเทียบไซต์อื่นภายในเมืองเดียวกัน2