2022年1月17日,科学出版社新创旗舰期刊National Science Open (NSO) 在线发表了beat365在线体育官方网站国家环境保护大气臭氧污染防治重点实验室(以下简称臭氧重点实验室)和上海环科院国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室(以下简称大气重点实验室)合作完成的最新研究成果“Unexpected Fast Radical Production Emerges in Cool Seasons: Implications for Ozone Pollution Control”。该研究基于中国东部超过200个站点长期(2013-2019)观测数据以及大气重点实验室上海超级观测站挥发性有机物等光化学污染相关因子连续观测数据(2017-2019),全面分析各季节臭氧生成和自由基收支的变化和关键影响因素,为不同气候条件下的臭氧和二次污染调控提出了基于大气氧化性调控的新思路。
传统研究认为秋冬季光照条件较差、气温较低,臭氧生成相较夏季有明显降低。而近年有观测发现部分区域在冬季也有较为活跃的光化学反应引起了臭氧快速生成。通过分析长期观测结果,本研究发现华北平原及长三角地区低温季节也开始出现臭氧污染,以臭氧生成速率为表征的大气氧化性在各季节都维持了较高的水平,即使在低温季节臭氧生产速率也可达到40-50 ppb/天。导致这一现象的主要原因是自由基初级来源速率(PROx)即使在低温季节也可维持在较高水平,但是现有大气化学机制对其的模拟存在明显低估,低估部分甚至在冬季超过其已知来源。
现有臭氧污染防控主要是以调控NOx和VOCs以实现降低自由基循环反应链长,进而降低臭氧生成速率。本研究首次提出应针对自由基初级来源(PROx)和反应链长(ChL)进行协同调控以实现臭氧和二次污染协同管控思路,强调了针对HONO、HCHO和ClNO2等自由基主要光解前体物靶向调控措施的重要性,未来防控中有必要针对HONO、HCHO和ClNO2等一次排放源及其主要含氮、含氯和VOCs前体物来源开展强化减排。
上海环科院大气重点实验室的王红丽高工与beat365在线体育官方网站臭氧重点实验室刘妍慧博士和陈肖睿博士为该论文的共同第一作者,beat365在线体育官方网站臭氧重点实验室陆克定研究员和上海环科院大气重点实验室黄成所长为共同通讯作者。该项研究受到北京市杰青 (JQ19031);国家自然科学基金 (21976006, 21522701, 91544225); 国家重点研发计划 (2019YFC0214800, 2018YFC0213800);上海市科技启明星(18QA1403600)等项目的资助。
论文链接:
https://nso.edpsciences.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/nso/2022007