《大氣關鍵過氧自由基與NOx反應的實驗和理論研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由蓋艷波擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大氣關鍵過氧自由基與NOx反應的實驗和理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蓋艷波
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
過氧自由基在大氣化學中起著重要作用，它與NOx的大氣化學反應不僅決定著VOCs的降解程度，同時也對大氣氧化能力、二次有機氣溶膠(SOA)的形成及光化學污染產生重要的影響。然而，受檢測技術的限制，相關的大氣化學反應過程研究一直難以深入開展。在我國複合污染條件下，光氧化反應過程中RO2濃度、NOx濃度與生成的SOA濃度之間的變化關係如何？不同結構的RO2與NOx反應的動力學和機理以及對SOA的貢獻如何？這些都亟需開展系統性的研究。本項目將基於我們建立的化學放大法-寬頻腔增強吸收光譜過氧自由基實時線上檢測系統，開展光氧化反應過程中關鍵RO2與NOx的反應研究，獲得RO2濃度、NOx濃度與SOA生成之間的變化關係；進一步，實驗和量化計算相結合，研究關鍵RO2與NOx反應的動力學和反應機理，分析不同結構的RO2與NOx反應對SOA生成的影響和貢獻，深化對SOA形成機理的認識。
結題摘要
過氧自由基在大氣化學中起著重要作用，它與NOx的大氣化學反應不僅決定著VOCs的降解程度，同時也對大氣氧化能力和二次有機氣溶膠(SOA)的形成有著重要的影響。然而，受檢測技術的限制，相關的大氣化學反應過程研究一直難以深入開展。本項目的目標是利用自行發展的化學放大法-寬頻腔增強吸收光譜RO2 測量系統，實驗和理論相結合，研究不同實驗條件下光氧化反應過程中 RO2與 NOx 的反應，並分析不同條件下反應對 SOA 的影響機制。圍繞項目研究內容和目標，主要開展了以下幾個方面的工作：（1）完善了化學放大法-雙通道寬頻腔增強過氧自由基測量系統，最佳化了水效應和背景O3濃度等環境因素對過氧自由基測量的影響，使得該系統適用於不同濕度和背景條件下過氧自由基濃度的準確測量；（2）建立了過氧自由基線上產生裝置，設計搭建了過氧自由基的流動反應實驗系統，最佳化了過氧基自由基反應的理論計算方法，開展了典型RO2與NOx的反應實驗和理論研究，獲得了反應的速率常數和結構影響信息。 （3）在煙霧箱中開展了系列VOCs的光氧化反應實驗，分析了不同反應條件下RO2與NOx的反應對SOA生成的影響。通過對一系列生物源VOCs與臭氧的反應研究發現，VOCs濃度過量時，加入NOx會使SOA產率降低，而臭氧過量時，加入NOx會使SOA產率明顯增加。結合成分分析和模式模擬，對不同條件下的影響機制進行了解釋。 項目進行過程中，已發表期刊論文11篇，會議論文9篇。本項目中發展完善的過氧自由基測量系統將為外場中過氧自由基濃度的測量提供必要的測量手段；獲得的關鍵動力學參數和機理信息也可以為模式提供基礎數據，完善大氣化學機理；另外，對RO2與 NOx的反應過程及其對SOA的影響的認識也有助於進一步闡明 VOC 光氧化反應過程中 SOA 的形成機制，為我國灰霾成因研究提供理論依據。
