基于过氧自由基闭合分析的大气臭氧来源和生成量化研究

Peroxy radicals are key intermediates in the generation and accumulation of ozone during the degradation of VOCs. It is necessary to develop the measurement method of peroxy radicals and study the O3 formation mechanism and influence factors based on the measured peroxide radical concentration, which is of great significance to understand the ozone pollution in China and to put forward the ozone control strategy. In this proposed project, based on the established on-line measurement method of peroxy radicals, we will carry out comprehensive field observation in typical polluted areas in China. By constructing a closed analysis centered on peroxy radicals, we hope to quantify the source and sink of peroxy radicals in the degradation of VOCs precursors, and identify key precursors and reaction processes that affect the concentration of peroxy radicals; then calculate the net generation rate of ozone and quantitatively analyze the contribution of different precursors and their reaction process to the formation of O3. At the same time, we want to identify the influence of local reaction generation and transmission process on O3 pollution, and thus provide scientific basis for the prevention and control of ozone pollution.

过氧自由基是挥发性有机物（VOCs）降解过程中造成臭氧生成和累积的关键中间体。发展过氧自由基的测量方法，并以外场测量的过氧自由基浓度为基础开展臭氧的生成和影响过程研究，对于理解我国的臭氧污染形成机制，进而提出臭氧控制对策具有重要的意义。本项目将基于已建立的过氧自由基在线测量方法，选择我国典型污染地区观测站点，通过构建以过氧自由基为中心的闭合分析实验，量化各VOCs前体物降解过程中过氧自由基的源汇平衡，识别影响过氧自由基浓度的关键前体物和反应过程；进而利用获得的过氧自由基浓度和组成，计算臭氧的化学净生成速率，定量分析不同前体物和反应过程对臭氧生成的贡献，并识别本地反应生成与传输过程对臭氧污染的影响，为制定臭氧污染防控对策提供科学依据。

过氧自由基是挥发性有机物（VOCs）降解过程中造成臭氧生成和累积的关键中间体。发展过氧自由基的测量方法，并以外场测量的过氧自由基浓度为基础开展臭氧的生成和影响过程研究，对于理解我国的臭氧污染形成机制，进而提出臭氧控制对策具有重要的意义。本项目基于已建立的过氧自由基在线测量方法，选择我国典型污染地区观测站点，通过构建以过氧自由基为中心的闭合分析实验，识别影响过氧自由基浓度的关键前体物和反应过程；计算臭氧的化学净生成速率，定量分析不同前体物和反应过程对臭氧生成的贡献，并识别本地反应生成与传输过程对臭氧污染的影响，为制定臭氧污染防控对策提供科学依据。.围绕项目研究内容和目标，主要开展了以下几个方面的工作：.（1）改进完善了化学放大法-双通道宽带腔增强过氧自由基测量系统，优化了水效应等环境因素对过氧自由基测量的影响，使其能够满足实际大气条件下的过氧自由基测量；.（2）利用实验和量子化学计算研究了部分代表性过氧自由基的大气化学反应过程，获得了反应动力学及反应通道等信息，为外场观测数据分析中过氧自由基的闭合研究奠定基础；.（3）参加秋冬季广州外场观测，获得了过氧自由基等关键组分的实时观测数据，分析了过氧自由基浓度和臭氧浓度的变化关系，发现过氧自由基浓度和臭氧浓度呈现明显的正相关性，说明过氧自由基是臭氧生成潜势的一个很好的指标；.（4）夏季在合肥科学岛开展了为期60天的外场观测，基于测量的过氧自由基浓度计算获得了臭氧的生成速率，解析了观测期间VOCs的主要组成和来源；.（5）在淮北市南湖公园站点开展秋季外场观测，实现了淮北市大气中臭氧光化学生成速率P(O3)原位在线测量，分析了过氧自由基的主要组成及其对臭氧生成的贡献，探讨了臭氧局地光化学产生速率及收支，为淮北市臭氧污染减排措施提供参考。.