大气气溶胶和光化学二次污染物的耦合相互作用研究

大气光化学二次污染物（O3、H2O2、HNO3、PAN等）增加及可能导致的大气氧化性增强和光化学烟雾明显增多是充满挑战的全球性问题，我国城市群区域光化学污染物和气溶胶的浓度都很高，大气复合污染日趋严重，而目前尚缺乏对其耦合相互作用机理的深入认识。本项目拟开展以大气中关键光化学污染物的观测研究为基础，采用烟雾箱模拟、气溶胶非均相过程在线动态模拟实验和数值模拟试验等手段相结合的方法研究典型城市气溶胶和光化学污染物耦合相互作用。重点开展大气光化学污染物污染水平、光化学污染物与气溶胶相互作用对气溶胶化学成分和粒径及光学性质影响、光化学污染物和气溶胶复合污染机理研究，深入认识典型城市地区气溶胶和光化学污染物的耦合作用机理，为提出合理的大气复合污染控制对策提供研究基础和科学依据。

本项目以大气中关键光化学污染物的观测研究为基础，同时采用烟雾箱模拟、气溶胶非均相过程在线动态模拟实验和数值模拟试验等手段相结合的方法研究典型城市气溶胶和光化学污染物耦合相互作用。建立和完善了室内烟雾箱模拟系统和配置在线快速流动反应装置的EI-四级杆质谱实验系统，并应用于对不同挥发性有机物（VOCs）与臭氧（O3）、氢氧自由基（OH）、氯自由基（Cl）等光氧化剂的反应活性和反应速率以及大气中重要光氧化剂（O3、过氧化氢H2O2）在不同矿质颗粒物表面的非均相反应研究的研究工作中。同时建立和完善了配置在线快速流动反应装置的真空紫外激光单光子电离飞行时间质谱（VUV-SPI-TOFMS）以及漫反射红外光谱实验系统，并应用于大气中重要气态污染物在不同颗粒物表面的非均相反应研究，深入模拟了气态污染物在不同气溶胶表面的非均相反应过程，探讨动力学过程和反应机制。外场研究中，建立了大气醛酮化合物的分析方法,在线检测大气中过氧乙酰基硝酸酯（PAN）和过氧丙酰基硝酸酯（PPN）的可靠分析方法（灵敏度达pptv量级），以及过氧化物分析仪器，已经对北京市大气中的苯系物和醛酮类化合物进行了一年的外场连续监测，并在北京市生态环境研究中心生态监测站对大气中PAN和PPN浓度进行连续观测，取得了阶段性认识。项目实施中重点开展大气光化学污染物污染水平、光化学污染物与气溶胶相互作用对气溶胶化学成分和粒径及光学性质影响、光化学污染物和气溶胶复合污染机理研究，深入认识了典型城市地区气溶胶和光化学污染物的耦合作用机理，为提出合理的大气复合污染控制对策提供研究基础和科学依据。