城市环境研究所陈进生研究员团队在甲醛污染机制以及光化学效应方面取得进展

  • 图/文 陈进生研究员团队 (中国科学院城市环境研究所)
  • 创建于 2022-12-06
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  甲醛(HCHO)是一种重要的反应性羰基化合物,在光化学过程和大气氧化能力中发挥着重要作用。然而,目前关于臭氧明显上升的中国东南沿海地区HCHO对大气光化学影响的量化研究仍然缺乏和不清楚,从而限制了对光化学污染形成机制和控制策略的充分理解。为有效控制对流层光化学污染,探索光化学机理和污染形成的控制因素,以及判断HCHO对O3的影响对科学界至关重要。中科院城市环境所陈进生研究团队依托位于沿海城市厦门的大气环境观测超级站,同步开展大气环境多参数实时在线观测,并结合基于观测的光化学盒子模型分析春秋季HCHO的光化学机制,旨在阐明东南沿海地区HCHO的污染机制和HCHO对O3生成的影响机制。 

  研究成果于11月14日以Pollution mechanisms and photochemical effects of atmospheric HCHO in a coastal city of southeast China为题发表在大气环境领域权威期刊Science of the Total Environment上,中国科学院城市环境所刘涛涛博士生为第一作者,中国科学院城市环境所陈进生研究员、洪有为副研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金(U22A20578)、福建省科技厅(2022L3025)、中国科学院战略优先研究计划培育项目(XDPB1903)等项目的资助。 

  研究结果显示:秋季沿海城市大气HCHO和O3的浓度水平高于春季,与强烈的光化学反应和气象条件有关。二次生成是沿海城市春秋季大气HCHO的主要来源,其次是机动车尾气一次排放。其中,烯烃和芳香烃是二次生成HCHO的重要贡献者,主要物种有丙烯、乙烯、甲苯、间/对二甲苯和反式-2-丁烯。基于光化学盒子模型,禁用HCHO机制,导致净O3生成速率的日间均值在春季下降了32%,在秋季下降了29%,这归因于ROx浓度或自由基循环速率的下降。因此,HCHO主要通过控制自由基传播的效率来影响O3生成机制。总之,HCHO的污染特征和光化学效应为未来相对清洁地区的光化学污染控制提供了重要指导,天气形势(如副热带高压)带来的气象条件对光化学污染的影响不容忽视。 

图1. 基于模型计算的春秋季甲醛的生消机制

图2. 模拟的O3生消机制在春秋两季甲醛机制影响下的变化特征

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责任编辑:张文静