《大氣HONO垂直分布特徵及其形成機制研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由秦敏擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：大氣HONO垂直分布特徵及其形成機制研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：秦敏
- 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
HONO作為OH自由基的重要前體物以及對O3和光化學煙霧形成的促進作用而引起廣泛關注；關於其來源問題，特別是白天HONO的來源及光化學污染中對HOx基團的貢獻以及在整個VOC/NOy/O3大氣化學中的角色還存在諸多不確定，各不同大氣環境下的數據仍然相當缺乏。. 針對我國一次排放污染物和氣溶膠濃度高、成分複雜的大氣污染特徵，結合國際上普遍關注的大氣HONO收支的前沿問題，開展大氣HONO測量技術對比，建立準確測量HONO的寬頻腔增強吸收光譜（BBCEAS）定量方法。開展城市及城郊大氣不同下墊面的HONO垂直梯度觀測，通過聯合外場實驗，揭示我國不同環境大氣下HONO的垂直濃度分布信息和變化規律，並針對我國城市區域高NOx排放特徵開展隧道實驗，探究我國大氣複合污染條件下HONO的主要形成途徑，評估其對大氣複合污染及區域空氣品質的影響。
結題摘要
本項目針對目前我國大氣複合污染特徵，結合國際上普遍關注的HONO 反應途徑來源的前沿問題，建立了準確測量HONO 的寬頻腔增強吸收光譜（BBCEAS）定量方法並開展HONO 垂直分布觀測，分析了我國不同環境大氣下HONO 的垂直濃度分布信息和變化規律，探究了我國大氣複合污染條件下HONO的主要形成途徑。通過研究 IBBCEAS 系統參數對 HONO 測量靈敏度的影響，確定了光譜測量的最佳性能參數，通過與光譜學和濕化學方法HONO測量的一致性和準確性對比，建立了準確測量HONO寬頻腔增強吸收光譜定量方法，系統在30s光譜採集時間下的探測靈敏度分別為60ppt和100ppt（1δ）。採用寬頻腔增強系統結合325m氣象觀測塔的吊艙平台測量了HONO和NO2的高解析度垂直廓線，獲得了我國城市環境下大氣HONO的垂直濃度分布信息和變化規律，分析了直接排放、氣溶膠表面非均相反應和地表非均相反應對觀測地點夜間HONO的貢獻，探究了觀測地點夜間HONO的主要來源。邊界層內HONO和NO2有明顯負梯度變化。氣溶膠表面NO2非均相轉化HONO濃度累積不足以解釋高空HONO濃度水平，HONO主要來源於地面交通和地表NO2非均相轉化，然後傳輸到高空。霧霾期間，午夜時段（22:30-01:30）隨著邊界層的發展，HONO的乾沉降損耗和地表擴散和輸送達到平衡，夜間地表面即是HONO的源也是匯。清潔期間和霧霾期間的地面HONO產率分別為0.13和0.12，表明每8-9個NO2分子沉降會釋放1個HONO到大氣中。同時本項目研製了一種雙動態箱系統，首次結合寬頻腔增強吸收光譜(BBCEAS) 系統成功套用於華北平原農田中的HONO排放通量測量。通過2017年在河北望都縣的農田HONO通量外場觀測，獲得了施肥期間HONO排放通量。農業施肥的初期會導致土壤高濃度的HONO排放，HONO高排放期間，HONO通量表現出明顯的日變化，計算最大值達到10-5mol·m-2·h-1，比文獻中報導的外場觀測結果高一個數量級，排除了來自與NO2相關的均相和非均相反應，揭示了農業施肥活動具有很強的HONO排放潛勢。
