文章信息

原名：Influence of atmospheric oxidation capacity on atmospheric particulate matters concentration in Lanzhou

译名：兰州大气氧化能力对大气颗粒物浓度的影响

期刊：Science of the Total Environment

2022年影响因子：9.8

5年影响因子：9.6

在线发表时间：2023.12.23

通讯作者：Xiaoqing Gao

第一单位：Northwest Institute of Eco-Environment and Resources

文章亮点

由于AOC与二次颗粒物生成之间复杂的大气化学关系，其对不同粒径颗粒物浓度影响的研究相对较少。利用经验公式估算了兰州市大气颗粒物中一次颗粒物的排放量和二次颗粒物的生成量，分析了兰州市大气主要氧化剂（O3和NO2）的变化特征。研究了大气氧化剂浓度对二次粒子生成的影响。该研究可为兰州市大气污染防治和环境空气质量改善提供参考。

01研究背景

氧化反应的产物，如大气挥发性有机化合物（VOCs），影响大气中自由基的来源和形成以及有机物的分布特征，从而影响O3、二次无机组分（SIA）、二次有机气溶胶（SOA）等二次污染物的来源。二次污染物影响人类健康和大气环境。自2013年中国实施《大气污染防治计划》以来，二次污染物浓度并未显著下降，在珠江三角洲（PRD）和长江三角洲（YRD）等高度城市化地区，浓度甚至有所增加。作为大气颗粒物的重要组分，SOA和SIA的水平较高，不利于降低大气颗粒物的浓度。大气层氧化能力（AOC）与大气颗粒物的形成密切相关。在氧化性环境中，人类活动过程中排放到大气中的污染物会发生类似人体排斥反应的现象，被各种氧化剂氧化成二次污染物，逐渐从大气中清除。

02研究方案

为实现对城市空气质量的综合监测和分析，研究和评价灰霾污染的演变趋势，由甘肃省生态环境厅于2019年底在兰州大学校园内设立（东经103 <$51 ′，北纬36 <$02 ′，海拔1517米）。在现场安装了27台先进的监测仪器，包括环境空气质量监测系统、光化学污染观测系统、地基遥感观测系统和遥感数据服务，使用原始的气象监测数据来计算每日和季节的平均浓度。

使用经验公式来估计PM10和PM2.5中的初级颗粒物的排放量。由于不完全燃烧的碳质物质是一次颗粒物的主要来源之一，伴生气体CO被选为一次颗粒物的示踪剂。大气氧化能力的大小决定了二次颗粒物的产生速率，并且低大气氧化能力水平用于将环境大气中的颗粒物表征为一次颗粒物。

Fig. 1. Atmospheric comprehensive observation station (super station) in Lanzhou.

Fig. 2. Seasonal scatter plots of PM10, PM2.5 and CO concentrations in clean environment days (note: ** indicates p < 0.01, * indicates p < 0.05).

03研究结果

使用大气氧化剂Ox（Ox = O3 NO2）来定量表征该区域大气的氧化能力并反映O3的化学生成潜力。关于氧化剂，O3通常占总组成的90%。作为O3的前体，NO2不仅可以影响O3的浓度，还可以影响AOC。选择O_3和NO_2浓度作为兰州市AOC的代表。根据大气超级站数据，2020年和2021年大气氧化剂浓度如图3所示。2020年和2021年Ox年均值分别为146微克/立方米和139微克/立方米，年内变化较小。夏季大气氧化能力高于其他季节。

04研究结论

AOC对不同粒径大气颗粒物一次排放和二次生成浓度的影响可以描述为：1）2020年和2021年兰州市全年Ox变化幅度较小。与其他三个季节相比，2020年和2021年夏季的AOC最高。O3/Ox比值在春、夏季高于其他季节，且O3与Ox的相关系数大于或等于0.90，表明春、夏季大气氧化性质主要受O3浓度的影响。2)对大气颗粒物一次排放和二次生成的评价结果表明，高活性的大气光化学反应（MDA_8 O_3> 160 μg/m ~ 3）抑制了二次颗粒物的生成，增加了一次排放的比例。较低的大气氧化能力（MDA 8 O3 <100 μg/m3）可以促进VOCs等前体物的氧化过程，进一步促进二次气溶胶的产生，从而促进二次颗粒物的形成。3)Ox、SOR和NOR之间呈负相关，说明当Ox浓度很高时，SO2和NO2的转化率受到一定程度的抑制。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169664

文章信息

原名：Influence of atmospheric oxidation capacity on atmospheric particulate matters concentration in Lanzhou

译名：兰州大气氧化能力对大气颗粒物浓度的影响

期刊：Science of the Total Environment

2022年影响因子：9.8

5年影响因子：9.6

在线发表时间：2023.12.23

通讯作者：Xiaoqing Gao

第一单位：Northwest Institute of Eco-Environment and Resources

文章亮点

由于AOC与二次颗粒物生成之间复杂的大气化学关系，其对不同粒径颗粒物浓度影响的研究相对较少。利用经验公式估算了兰州市大气颗粒物中一次颗粒物的排放量和二次颗粒物的生成量，分析了兰州市大气主要氧化剂（O3和NO2）的变化特征。研究了大气氧化剂浓度对二次粒子生成的影响。该研究可为兰州市大气污染防治和环境空气质量改善提供参考。

01研究背景

氧化反应的产物，如大气挥发性有机化合物（VOCs），影响大气中自由基的来源和形成以及有机物的分布特征，从而影响O3、二次无机组分（SIA）、二次有机气溶胶（SOA）等二次污染物的来源。二次污染物影响人类健康和大气环境。自2013年中国实施《大气污染防治计划》以来，二次污染物浓度并未显著下降，在珠江三角洲（PRD）和长江三角洲（YRD）等高度城市化地区，浓度甚至有所增加。作为大气颗粒物的重要组分，SOA和SIA的水平较高，不利于降低大气颗粒物的浓度。大气层氧化能力（AOC）与大气颗粒物的形成密切相关。在氧化性环境中，人类活动过程中排放到大气中的污染物会发生类似人体排斥反应的现象，被各种氧化剂氧化成二次污染物，逐渐从大气中清除。

02研究方案

为实现对城市空气质量的综合监测和分析，研究和评价灰霾污染的演变趋势，由甘肃省生态环境厅于2019年底在兰州大学校园内设立（东经103 <$51 ′，北纬36 <$02 ′，海拔1517米）。在现场安装了27台先进的监测仪器，包括环境空气质量监测系统、光化学污染观测系统、地基遥感观测系统和遥感数据服务，使用原始的气象监测数据来计算每日和季节的平均浓度。

使用经验公式来估计PM10和PM2.5中的初级颗粒物的排放量。由于不完全燃烧的碳质物质是一次颗粒物的主要来源之一，伴生气体CO被选为一次颗粒物的示踪剂。大气氧化能力的大小决定了二次颗粒物的产生速率，并且低大气氧化能力水平用于将环境大气中的颗粒物表征为一次颗粒物。

Fig. 1. Atmospheric comprehensive observation station (super station) in Lanzhou.

Fig. 2. Seasonal scatter plots of PM10, PM2.5 and CO concentrations in clean environment days (note: ** indicates p < 0.01, * indicates p < 0.05).

03研究结果

使用大气氧化剂Ox（Ox = O3 NO2）来定量表征该区域大气的氧化能力并反映O3的化学生成潜力。关于氧化剂，O3通常占总组成的90%。作为O3的前体，NO2不仅可以影响O3的浓度，还可以影响AOC。选择O_3和NO_2浓度作为兰州市AOC的代表。根据大气超级站数据，2020年和2021年大气氧化剂浓度如图3所示。2020年和2021年Ox年均值分别为146微克/立方米和139微克/立方米，年内变化较小。夏季大气氧化能力高于其他季节。

04研究结论

AOC对不同粒径大气颗粒物一次排放和二次生成浓度的影响可以描述为：1）2020年和2021年兰州市全年Ox变化幅度较小。与其他三个季节相比，2020年和2021年夏季的AOC最高。O3/Ox比值在春、夏季高于其他季节，且O3与Ox的相关系数大于或等于0.90，表明春、夏季大气氧化性质主要受O3浓度的影响。2)对大气颗粒物一次排放和二次生成的评价结果表明，高活性的大气光化学反应（MDA_8 O_3> 160 μg/m ~ 3）抑制了二次颗粒物的生成，增加了一次排放的比例。较低的大气氧化能力（MDA 8 O3 <100 μg/m3）可以促进VOCs等前体物的氧化过程，进一步促进二次气溶胶的产生，从而促进二次颗粒物的形成。3)Ox、SOR和NOR之间呈负相关，说明当Ox浓度很高时，SO2和NO2的转化率受到一定程度的抑制。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169664