1、成都平原夏季大气氧化性外场综合成都平原夏季大气氧化性外场综合观测实验观测实验2019年8月26日，成都 参与单位：参与单位：北京大学，中科院合肥物质科学研究院，中科院化学研究所，上海市环境科学研究院，成都市环境科学研究院，四川省环境科学研究院，中国环境科学研究院，聚光科技（杭州）股份有限公司 项目支持：项目支持：国家重点研发计划“大气自由基及活性前体物在线测量技术”、“成渝地区大气污染联防联控技术与集成示范”；成都平原城市群大气臭氧污染多维成因解析与管理防控体系研究；成都市大气复合污染研究和防控院士（专家）工作站京津冀京津冀长三角长三角珠三角珠三角四川盆地四川盆地Lu et al., ES&T
2、 Lett., 2018Li et al., PNAS, 2019 我国主要城市地区臭氧浓度逐年上升，臭氧污染形势日益严峻 成渝地区已成为我国臭氧污染热点区域之一 NOx和VOCs协同减排不利是臭氧污染上升的重要推手13-17年全国臭氧污染超标天数年全国臭氧污染超标天数13-17年四大城市群区域臭氧污染变化趋势年四大城市群区域臭氧污染变化趋势 人为源VOCs对臭氧生成的贡献在50%以上 臭氧污染期间模式模拟的自由基浓度和活性均处于较高水平成都臭氧生成敏感性分析成都臭氧生成敏感性分析成都大气自由基模拟成都大气自由基模拟Tan et al., STOTEN, 2018自由基浓度水平及其循环再生效率
3、决定了二次污染的生成速率自由基浓度水平及其循环再生效率决定了二次污染的生成速率2014200620162014鹤鹤山山望望都都怀怀柔柔榆榆垡垡广广州州后后花花园园泰泰州州深深圳圳2016200620142014201820062018OHNO3非传统再生机制Lu et al., NSR, 2018 在京津冀、长三角、珠三角已开展大量观测，并取得了理论突破 缺少成渝地区特有大气环境条件下的观测结果国家重点研发计划国家重点研发计划“大气自由基及活性前体物在线测量技术大气自由基及活性前体物在线测量技术”物种物种检测限检测限时间分辨率时间分辨率国际水平国际水平本研究本研究国际水平国际水平本研究本研究O
4、H0.008-0.2 ppt0.04 ppt60s-5min60sHO20.1-2 ppt0.4 ppt60s-5min60skOH1-3 s-12 s-160s-5min60sNO3, N2O51-5 ppt2 ppt1s-1min15sHONO50-500 ppt100 ppt10s-5min60sOVOCs30-300 ppt100 ppt1s-5min60sLIF: OH, HO2LIF: OH总反应性总反应性CRDS: NO3, N2O5IBBCEAS: OVOCsCIMS: OVOCsIBBCEAS: NO3, N2O5IBBCEAS: HONO实现对自由基实现对自由基“浓度、来源
5、、浓度、来源、去除速率去除速率”的的同步高精准测量同步高精准测量1. 成都平原夏季大气氧化性组成和变化特征2. 大气自由基传统化学机制在成都平原的适用性 3. 成都平原夏季臭氧污染来源与成因4. 大气氧化性在线监测技术验证与示范新津新津广汉广汉青神青神大气自由基闭合实验（Lu et al., NSR, 2018）大气自由基、氧化中间态物种、二次污染前体物及终产物的高质量数据集大气氧化性构成与变化规律关键大气氧化化学通道大气自由基循环再生途径二次污染主控因子及其来源多技术、多参数同步在线监测测量技术比对特征分析机理验证过程分析来源解析3号箱：号箱：O3, CO, SO2, NO, NO2, NO
6、Y, PANs, PNs, ANs,PM2.5, PM10, OC, EC, BC,风温湿压1号箱：号箱：OH, HO2, RO2, kOH4号箱：号箱：C2-C12 VOCs, HCHO, GLY, MGLY, J-Values2号箱：号箱：NO3, N2O5, HONO, HCHO, GLY, MGLY5号箱：号箱：HONO, GLY, NH3, HNO3, 水溶性离子水溶性离子大气自由基大气自由基氧化中间态物种氧化中间态物种二次污染前体物二次污染前体物二次污染终产物二次污染终产物024681012HO2 (LIF PKU) 108/cm3024681012HO2 (LIF AIOFM)
7、108/cm31:1Slope: 0.823 0.015Intercept: 0.153 0.092R2: 0.909N: 299024681012OH (LIF PKU) 106/cm3024681012OH (LIF AIOFM) 106/cm31:1Slope: 1.256 0.058Intercept: 0.473 0.222R2: 0.617N: 293两套LIF技术测量结果具有较好的相关性，但测量结果绝对值的差别在20-25%，需要对标定、数据反演等过程进行进一步分析OHHO2OHHO2气态亚硝酸（HONO）湿化学法：湿化学法：长光程光度法（LOPAP）, 湿式扩散管分离+离子色谱
8、检测（GAC-IC）光化学法：光化学法：非相干宽带腔增强吸收光谱（IBBCEAS）01234HONO (LOPAP ACID PKU) ppb01234HONO (LOPAP ACID ICCAS) ppb1:1Slope: 0.874 0.018Intercept: 0.144 0.025R2: 0.753N: 75401234HONO (LOPAP WATER ICCAS) ppb01234HONO (LOPAP ACID ICCAS) ppb1:1Slope: 0.772 0.012Intercept: 0.179 0.017R2: 0.835N: 840乙二醛乙二醛甲醛甲醛051015
9、20HCHO (PKU CEAS) ppb05101520HCHO (PKU Hantzsch) ppb1:1Slope: 0.898 0.021Intercept: 0.692 0.192R2: 0.784N: 513乙二醛（乙二醛（GLY）：光学法之间的比对效果较好，但峰值浓度均高于化学离子化质谱的测量结果甲醛（甲醛（HCHO）：光学法和湿化学法之间具有较好的一致性阴阳离子能较好平衡PM2.5质量浓度重构存在一定问题，TEOM测量结果高于GAC+EC/OC，具体原因正在分析浓 度活 性溶剂使用和化工工业溶剂使用和化工工业排放的VOCs对超站周边臭氧生成的影响较大含氧挥发性有机物含氧挥发性有
10、机物对站点周边臭氧生成也具有较大影响在臭氧污染过程中均处于较高的浓度水平臭氧污染严重时段存在明显的OH反应活性缺失PNO3均值为0.8 ppb/h，远低于长三角，京津冀、珠三角地区（1-3 ppb/h）kNO3均值为0.02 s-1, 异戊二烯贡献了超过60%的NO3反应活性以9月17日为例 NO3生成速率低，活性高，浓度水平低于仪器检测限 N2O5浓度仅少数天能检出甲醛、臭氧和气态亚硝酸的光解占主导成都平原夏季OH自由基浓度及其活性水平与京津冀地区（Yufa，WD）夏季和与珠三角地区（HS）秋季相当污染期间的大气氧化性峰值高于非污染期间OHOH x kOH 基本来自除甲醛之外的含氧挥发性有机
11、物含氧挥发性有机物 存在较强的二次转化过程OH模式模拟和观测结果基本吻合，HO2+NO反应是日间OH的主要来源部分条件下模式低估了OH的日间浓度，HO2模拟结果整体偏高以本地光化学生成为主，上午受VOC控制，午后受NOx控制，整体处于过渡区总总 结结外场综合观测实验进展顺利，截止目前，成功捕捉到两次臭氧污染过程针对大气自由基及其前体物、氧化中间态物种，不同技术测量结果在变化趋势上具有一致性，但在绝对方面仍存在20-35%的差异近期的臭氧污染均伴随较强的大气氧化过程，大气自由基及其活性水平与京津冀和珠三角地区（秋季）相当来自溶剂使用、化工工业的挥发性有机物排放对臭氧生成影响较大，臭氧生成整体处于VOCs和NOx的过渡控制区谢谢各位专家、同仁！敬请指正！
